Biện pháp nâng cao độ ổn định và vận hành liên tục của đường dây tải điện đi xa

Sự ổn định của hoạt động song song của đường dây điện đóng vai trò quan trọng nhất trong việc truyền năng lượng điện trên một khoảng cách dài. Theo các điều kiện ổn định, công suất truyền tải của đường dây tăng tỷ lệ với bình phương điện áp, do đó tăng điện áp truyền tải là một trong những cách hiệu quả nhất để tăng tải trên mạch và do đó giảm số lượng mạch song song. .

Trong trường hợp không thực tế về mặt kỹ thuật và kinh tế khi truyền công suất rất lớn từ 1 triệu kW trở lên trên một khoảng cách dài, thì cần phải tăng điện áp rất đáng kể. Tuy nhiên, đồng thời, kích thước của thiết bị, trọng lượng và giá thành cũng như những khó khăn trong quá trình sản xuất và phát triển của thiết bị tăng lên đáng kể. Về vấn đề này, các biện pháp đã được phát triển trong những năm gần đây để tăng công suất của các đường dây truyền tải, sẽ rẻ và đồng thời khá hiệu quả.

Từ quan điểm về độ tin cậy truyền tải điện, điều quan trọng là độ ổn định tĩnh và động của hoạt động song song... Một số hoạt động được thảo luận dưới đây có liên quan đến cả hai loại ổn định, trong khi những hoạt động khác chủ yếu dành cho một trong số chúng, sẽ được thảo luận trong -xuống.

Tốc độ tắt tốc độ

Cách rẻ nhất và được chấp nhận rộng rãi để tăng công suất truyền tải là giảm thời gian tắt phần tử bị hỏng (đường dây, phần riêng của nó, máy biến áp, v.v.), bao gồm thời gian hành động bảo vệ rơle và thời gian hoạt động của chính công tắc. Biện pháp này được áp dụng rộng rãi cho các đường dây điện hiện có. Về tốc độ, nhiều tiến bộ lớn đã được thực hiện trong những năm gần đây trong cả bảo vệ rơle và bộ ngắt mạch.

Tốc độ dừng chỉ quan trọng đối với sự ổn định động và chủ yếu đối với các đường truyền được kết nối với nhau trong trường hợp có sự cố trên chính đường truyền. Đối với việc truyền năng lượng theo khối, trong đó lỗi trên đường dây dẫn đến tắt khối, độ ổn định động rất quan trọng trong trường hợp có lỗi trong mạng nhận (thứ cấp) và do đó, cần phải quan tâm đến việc loại bỏ lỗi nhanh nhất trong mạng này.

Ứng dụng của bộ điều chỉnh điện áp tốc độ cao

Trong trường hợp ngắn mạch trong mạng, do dòng điện lớn, luôn có một hoặc một mức giảm điện áp khác. Sụt áp cũng có thể xảy ra vì những lý do khác, chẳng hạn như khi tải tăng nhanh hoặc khi tắt nguồn máy phát điện, dẫn đến việc phân phối lại nguồn điện giữa các trạm riêng lẻ.

Điện áp giảm dẫn đến suy giảm nghiêm trọng tính ổn định của hoạt động song song... Để loại bỏ điều này, cần phải tăng nhanh điện áp ở hai đầu đường truyền tải điện, điều này đạt được bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh điện áp tốc độ cao ảnh hưởng đến sự kích thích của máy phát điện và tăng căng thẳng của họ.

Hoạt động này là một trong những hoạt động rẻ nhất và hiệu quả nhất. Tuy nhiên, điều cần thiết là các bộ điều chỉnh điện áp phải có quán tính, và ngoài ra, hệ thống kích thích của máy phải cung cấp tốc độ tăng điện áp cần thiết và độ lớn của nó (bội số) so với bình thường, tức là. cái gọi là trần nhà ".

Cải thiện các thông số phần cứng

Như đã đề cập ở trên, tổng giá trị điện trở truyền bao gồm điện trở của máy phát điện và máy biến áp. Từ quan điểm về sự ổn định của hoạt động song song, điều quan trọng là điện kháng (điện trở hoạt động, như đã đề cập ở trên, ảnh hưởng đến công suất và tổn thất năng lượng).

Điện áp rơi trên điện kháng của máy phát điện hoặc máy biến áp ở dòng điện định mức của nó (dòng điện tương ứng với công suất định mức), được gọi là điện áp bình thường và được biểu thị bằng phần trăm (hoặc các phần của đơn vị), là một trong những đặc tính quan trọng của máy phát điện hoặc máy biến áp. máy phát điện hoặc máy biến áp.

Vì lý do kinh tế và kỹ thuật, máy phát điện và máy biến áp được thiết kế và sản xuất để đáp ứng cụ thể tối ưu cho một loại máy nhất định. Điện kháng có thể thay đổi trong một số giới hạn nhất định và theo quy luật, việc giảm điện kháng đi kèm với việc tăng kích thước và trọng lượng, và do đó, kéo theo chi phí.Tuy nhiên, việc tăng giá máy phát điện và máy biến áp là tương đối nhỏ và hoàn toàn hợp lý về mặt kinh tế.

Một số đường truyền hiện có sử dụng thiết bị có thông số cải tiến. Cũng cần lưu ý rằng trong thực tế, trong một số trường hợp, thiết bị có chất phản ứng tiêu chuẩn (điển hình) được sử dụng, nhưng có công suất cao hơn một chút, được tính cụ thể cho hệ số công suất là 0,8, trong khi trên thực tế, theo phương thức truyền tải điện , dự kiến ​​sẽ bằng 0,9 — 0,95.

Trong trường hợp năng lượng được truyền từ nhà máy thủy điện và tuabin có thể phát triển công suất lớn hơn 10% so với công suất danh nghĩa, và đôi khi còn hơn thế nữa, thì ở áp suất vượt quá mức tính toán, công suất tác dụng do máy phát cung cấp sẽ tăng lên có khả năng.

Thay đổi bài viết

Trong trường hợp xảy ra sự cố, một trong hai đường dây song song hoạt động trong sơ đồ được kết nối và không có sự lựa chọn trung gian, nó sẽ bị hỏng hoàn toàn và do đó điện trở của đường dây điện tăng gấp đôi. Có thể truyền gấp đôi công suất trên đường dây làm việc còn lại nếu nó có chiều dài tương đối ngắn.

Đối với các đường dây có chiều dài đáng kể, các biện pháp đặc biệt được thực hiện để bù cho sự sụt giảm điện áp trên đường dây và giữ cho nó không đổi ở đầu nhận của đường truyền tải điện. Để đạt được điều đó, mạnh mẽ máy bù đồng bộgửi công suất phản kháng đến đường dây để bù một phần công suất phản kháng trễ gây ra bởi điện kháng của chính đường dây và máy biến áp.

Tuy nhiên, những máy bù đồng bộ như vậy không thể đảm bảo vận hành ổn định trong quá trình truyền tải điện dài ngày.Trên các đường dây dài, để tránh giảm công suất truyền trong trường hợp tắt khẩn cấp một mạch, có thể sử dụng các cực chuyển mạch, chia đường dây thành nhiều đoạn.

Các thanh cái được bố trí tại các trụ chuyển mạch, các phần riêng biệt của đường dây được kết nối với sự trợ giúp của các công tắc. Với sự có mặt của các cực, trong trường hợp xảy ra sự cố, chỉ phần bị hư hỏng bị ngắt kết nối và do đó, tổng điện trở của đường dây tăng lên một chút, ví dụ, với 2 cực chuyển mạch, nó chỉ tăng 30% chứ không phải gấp đôi, vì nó sẽ thiếu các bài viết chuyển đổi.

Xét về tổng trở của toàn bộ đường truyền tải điện (bao gồm cả tổng trở của máy phát điện và máy biến áp) thì mức tăng trở kháng sẽ càng ít hơn.

Tách dây

Điện kháng của một dây dẫn phụ thuộc vào tỉ số giữa khoảng cách giữa các dây dẫn với bán kính của dây dẫn. Khi điện áp tăng, theo quy luật, khoảng cách giữa các dây dẫn và mặt cắt ngang của chúng, và do đó, bán kính cũng tăng lên. Do đó, điện kháng thay đổi trong giới hạn tương đối hẹp và trong các tính toán gần đúng, nó thường được lấy bằng x = 0,4 ôm / km.

Trong trường hợp các đường dây có điện áp từ 220 kV trở lên, cái gọi là hiện tượng được quan sát thấy. "Vương miện". Hiện tượng này có liên quan đến tổn thất năng lượng, đặc biệt đáng kể trong thời tiết xấu... Để loại bỏ tổn thất corona quá mức, cần có một đường kính nhất định của dây dẫn. Ở điện áp trên 220 kV, các dây dẫn dày đặc có tiết diện lớn như vậy thu được không thể biện minh về mặt kinh tế.Vì những lý do này, dây đồng rỗng đã được đề xuất và đã tìm thấy một số ứng dụng.

Theo quan điểm của corona, sẽ hiệu quả hơn nếu sử dụng thay vì dây rỗng - dây chẻ... Một dây chẻ bao gồm 2 đến 4 dây riêng biệt nằm cách nhau một khoảng nhất định.

Khi dây bị tách ra, đường kính của nó tăng lên và kết quả là:

a) tổn thất năng lượng do corona giảm đáng kể,

b) khả năng phản kháng và sóng của nó giảm và theo đó, công suất tự nhiên của đường dây điện tăng lên. Công suất tự nhiên của đường dây tăng xấp xỉ khi tách hai sợi lên 25 — 30%, ba — lên đến 40%, bốn — 50%.

bồi thường theo chiều dọc

Khi chiều dài của đường dây tăng lên, điện kháng của nó cũng tăng theo và kết quả là độ ổn định của hoạt động song song giảm đi đáng kể. Giảm điện kháng của một đường dây truyền tải dài làm tăng khả năng mang tải của nó. Mức giảm như vậy có thể đạt được một cách hiệu quả nhất bằng cách nối tiếp các tụ điện tĩnh trong đường dây.

Các tụ điện như vậy trong tác dụng của chúng ngược lại với tác dụng tự cảm của đường dây, và do đó, ở mức độ này hay mức độ khác, chúng bù cho nó. Do đó, phương pháp này có tên chung là bù dọc... Tùy thuộc vào số lượng và kích thước của các tụ điện tĩnh, điện trở cảm ứng có thể được bù cho chiều dài này hoặc chiều dài khác của đường dây. Tỷ lệ chiều dài của đường bù trên tổng chiều dài của nó, được biểu thị bằng các phần của đơn vị hoặc theo tỷ lệ phần trăm, được gọi là mức độ bù.

Các tụ điện tĩnh có trong phần đường truyền dẫn phải đối mặt với các điều kiện bất thường có thể xảy ra khi đoản mạch cả trên chính đường truyền và bên ngoài đường truyền, ví dụ như trong mạng nhận. Nghiêm trọng nhất là ngắn mạch trên chính đường dây.

Khi dòng điện khẩn cấp lớn đi qua các tụ điện, điện áp trong chúng tăng lên đáng kể, mặc dù trong thời gian ngắn, nhưng nó có thể gây nguy hiểm cho lớp cách điện của chúng. Để tránh điều này, một khe hở không khí được nối song song với các tụ điện. Khi điện áp trên các tụ điện vượt quá một giá trị nhất định, được chọn trước, khe hở sẽ bị cắt và điều này tạo ra một đường song song cho dòng điện khẩn cấp chạy qua. Toàn bộ quá trình diễn ra rất nhanh và sau khi hoàn thành, hiệu suất của các tụ điện được phục hồi trở lại.

Khi mức độ bù không vượt quá 50%, thì cài đặt phù hợp nhất là dàn tụ điện tĩnh ở giữa dây chuyền, trong khi sức mạnh của họ giảm đi phần nào và điều kiện làm việc dễ dàng hơn.