 |
Раздел 9. Управляемые (гибкие) линии переменного тока
|
|
|
|
Раздел 9. Управляемые (гибкие) линии переменного тока
Тема 9. 1. Назначение гибких линий. Способы управления передаваемой по линии мощностью
Интенсивное строительство линий электропередачи в развитых странах во второй половине ХХ в. привело к тому, что сооружение новых линий стало весьма затруднительным, главным образом из-за проблем, связанных с отводом земли. Образовались неоднородные сложно замкнутые сети из линий различных классов напряжения, в которых линии более низких классов напряжения оказались пере- груженными, в то время как линии СВН недогруженными. Причина этого — отсутствие средств принудительного распределения потоков мощности в сложной неоднородной сети.
Продолжающийся рост нагрузки требует увеличения пропускной способности существующих линий электропередачи и управления их режимами в целях оптимального распределения потоков мощности между ними. Возможны режимы, когда требуется принудительное распределение мощности между отдельными линиями. Поэтому в последние годы интенсивно обсуждаются возможные пути решения этой задачи.
В настоящее время разработан ряд устройств, позволяющих управлять потоками мощности по линиям переменного тока, причем выполнять это практически безьинерционно. Линии, оснащенные такими устройствами, получили название управляемых, или гибких, линий. [4]
Гибкие линии позволяют:
- обеспечить оптимальное распределение мощности между линиями в сложной неоднородной электрической сети в соответствии с требованиями диспетчера;
- повысить устойчивость системы путем демпфирования колебаний, возникающих в переходных электромеханических процессах;
|
|
|
- повысить пропускную способность линий электропередачи на стадии их проектирования;
- повысить пропускную способность существующих линий в тяжелых послеаварийных режимах вплоть до теплового предела по нагреву проводов (для относительно коротких линий).
Следует отметить, что начало работ в этом направлении было положено еще в 60-х годах ХХ в., когда в ряде стран, в том числе и нашей, были развернуты исследования по статическим источникам реактивной мощности, обладающим высоким быстродействием. Эти устройства позволяли стабилизировать напряжение в отдельных узлах электрической сети и тем самым способствовать повышению пропускной способности линий электропередачи и устойчивости систем. Были исследованы различные типы таких устройств и созданы опытно-промышленные образцы некоторых из них.
Однако широкому внедрению этих устройств в то время препятствовало отсутствие необходимой элементной базы полупроводниковой техники: силовых электронных ключей (запираемых тиристоров и силовых транзисторов), которые могли бы открываться и закрываться по данной извне команде.
В настоящее время в связи с развитием силовой электроники такие полупроводниковые приборы разработаны и имеют достаточно высокие параметры. Это позволяет создать устройства, которые могут применяться для решения многих задач современной электро- энергетики.
Активная мощность, передающаяся по линии переменного тока, в самом упрощенном виде определяется выражением для некомпенсированной линии:
(9. 1)
где 
и 
— напряжения по концам линии, или точнее, в тех узлах сети, к которым она подключена; 
— реактивное сопротивление линии; 
— фазовый угол сдвига между напряжениями 
и 
.
На рис. 9. 1, а, б приведены векторная диаграмма и характеристика линии. Здесь же пунктиром показана характеристика линии большей длины, из которой видно, что максимальная мощность, которая может быть передана по такой линии, уменьшается. На рисунке также указаны величины 
и 
мощность и угол исходного режима.
|
|
|
Из выражения (9. 1) следует, что управление передаваемой по линии мощностью может осуществляться следующими путями:
- изменением в допустимых пределах и стабилизацией на заданном уровне напряжений в узлах сложной сети, к которым подсоединена линия, или в промежуточных точках последней;
- изменением угла фазового сдвига между напряжениями по концам линии;
- изменением реактивного сопротивления линии;
- комбинацией этих способов.
Рис. 9. 1. Зависимость мощности Р, передаваемой по линии, от угла d:
а — линия и ее векторная диаграмма; б — характеристика линии
В соответствии с этим к устройствам, способным управлять мощностью и пропускной способностью линий переменного тока, могут быть отнесены устройства, способные выполнять следующие функции:
- регулировать и стабилизировать напряжение;
- изменять угол фазового сдвига;
- изменять реактивное сопротивление линии;
- осуществлять комбинированное воздействие на линию.
|
|
|
