Enerji hatlarının uzun mesafelerde kararlılığını ve sürekli çalışmasını iyileştirmeye yönelik önlemler

Enerji hattının paralel çalışmasının kararlılığı, elektrik enerjisinin uzun mesafelere iletilmesinde en önemli rolü oynar. Kararlılık koşullarına göre hattın iletim kapasitesi, voltajın karesiyle orantılı olarak artar ve bu nedenle iletim voltajını artırmak, bir devre üzerindeki yükü artırmanın ve dolayısıyla paralel devre sayısını azaltmanın en etkili yollarından biridir. .

Uzun mesafelerde 1 milyon kW veya daha fazla çok büyük güçlerin iletilmesinin teknik ve ekonomik olarak pratik olmadığı durumlarda, o zaman voltajda çok önemli bir artış gerekir. Ancak aynı zamanda, ekipmanın boyutu, ağırlığı ve maliyeti, ayrıca üretim ve geliştirmedeki zorluklar önemli ölçüde artmaktadır. Bu bağlamda, son yıllarda ucuz ve aynı zamanda oldukça etkili olacak olan iletim hatlarının kapasitesini artırmak için önlemler geliştirilmiştir.

Güç aktarımı güvenilirliği açısından, paralel çalışmanın statik ve dinamik kararlılığının ne kadar önemli olduğu... Aşağıda tartışılan faaliyetlerden bazıları her iki kararlılık türüyle ilgiliyken, diğerleri öncelikli olarak tartışılacak olan bunlardan biri içindir. aşağı.

Hız kesme hızı

İletim gücünü artırmanın genel kabul görmüş ve en ucuz yolu, işlem süresinden oluşan hasarlı elemanın (hat, ayrı bölümü, trafo vb.) röle koruması ve anahtarın kendisinin çalışma süresi. Bu önlem, mevcut elektrik hatlarına yaygın olarak uygulanmaktadır. Hız açısından, son yıllarda hem röle koruma hem de devre kesicilerde birçok büyük ilerleme kaydedilmiştir.

Durma hızı, yalnızca dinamik kararlılık için ve esasen iletim hattının kendisinde arıza olması durumunda birbirine bağlı iletim hatları için önemlidir. Hattaki bir arızanın bloğun kapanmasına neden olduğu blok enerji iletimleri için, alıcı (ikincil) şebekede arıza olması durumunda dinamik kararlılık önemlidir ve bu nedenle arızanın en hızlı şekilde giderilmesine özen gösterilmesi gerekir. bu ağda.

Yüksek hızlı voltaj regülatörlerinin uygulanması

Şebekede kısa devre olması durumunda, büyük akımların akışı nedeniyle, voltajda her zaman biri veya diğeri azalır. Voltaj düşüşleri başka nedenlerle de meydana gelebilir, örneğin, yük hızla arttığında veya jeneratör gücü kapatıldığında, gücün ayrı istasyonlar arasında yeniden dağıtılmasına neden olur.

Gerilimdeki bir düşüş, paralel çalışmanın kararlılığında keskin bir bozulmaya yol açar... Bunu ortadan kaldırmak için, etkileyen yüksek hızlı voltaj regülatörleri kullanılarak elde edilen, güç aktarımının uçlarındaki voltajda hızlı bir artış gereklidir. jeneratörlerin uyarılması ve gerilimlerinin artması.

Bu aktivite en ucuz ve en etkili olanlardan biridir. Bununla birlikte, voltaj regülatörlerinin atalete sahip olması ve ayrıca makinenin uyarma sisteminin, voltajın gerekli artış oranını ve normale göre büyüklüğünü (çokluğunu) sağlaması gerekir, yani. sözde tavan ".

Donanım parametrelerinin iyileştirilmesi

Yukarıda belirtildiği gibi, toplam değer iletim direnci jeneratörlerin ve transformatörlerin direncini içerir. Paralel çalışmanın kararlılığı açısından önemli olan reaktanstır (yukarıda bahsedildiği gibi aktif direnç, güç ve enerji kaybını etkiler).

Normal gerilim olarak adlandırılan ve yüzde (veya bir birimin parçaları) olarak ifade edilen, anma akımında (anma gücüne karşılık gelen akım) bir jeneratörün veya transformatörün reaktansı boyunca gerilim düşüşü, bir sistemin önemli özelliklerinden biridir. jeneratör veya trafo.

Teknik ve ekonomik nedenlerle, jeneratörler ve transformatörler, belirli bir makine tipi için en uygun olan özel tepkiler için tasarlanır ve üretilir. Reaktanslar belirli sınırlar içinde değişebilir ve reaktansta bir azalmaya kural olarak boyut ve ağırlıkta ve dolayısıyla maliyette bir artış eşlik eder.Bununla birlikte, jeneratörlerin ve transformatörlerin fiyatındaki artış nispeten küçüktür ve ekonomik olarak tamamen haklıdır.

Mevcut iletim hatlarından bazıları, geliştirilmiş parametrelere sahip ekipman kullanır. Ayrıca, pratikte, bazı durumlarda, standart (tipik) reaktanlara sahip ekipmanın kullanıldığı, ancak biraz daha yüksek bir güce sahip olduğu, özellikle 0,8'lik bir güç faktörü için hesaplandığı, aslında gücün iletim moduna göre kullanıldığı da belirtilmelidir. , 0'a eşit olması beklenmelidir. 9 — 0.95.

Gücün hidroelektrik santralden iletildiği ve türbinin nominal gücün %10 üzerinde, bazen daha da fazla güç üretebildiği durumlarda, hesaplananın üzerindeki basınçlarda jeneratörün verdiği aktif güçte artış mümkün.

gönderi değişikliği

Bir kaza anında birbirine bağlı bir şemada ve ara seçim yapılmadan çalışan iki paralel hattan biri tamamen bozulur ve dolayısıyla enerji hattının direnci iki katına çıkar. Nispeten kısa bir uzunluğa sahipse, kalan çalışma hattında iki kat daha fazla güç iletimi mümkündür.

Oldukça uzun hatlar için, hattaki voltaj düşüşünü telafi etmek ve güç aktarımının alıcı ucunda sabit tutmak için özel önlemler alınır. Bunun için güçlü senkron kompansatörlerhattın kendisinin ve transformatörlerin reaktansının neden olduğu gecikmeli reaktif gücü kısmen telafi eden hatta reaktif güç gönderen.

Bununla birlikte, bu tür senkron kompansatörler, uzun güç iletiminin çalışma kararlılığını garanti edemez.Uzun hatlarda, bir devrenin acil olarak kapatılması durumunda iletilen gücün düşmesini önlemek için, hattı birkaç bölüme ayıran anahtarlama direkleri kullanılabilir.

Anahtarlar yardımıyla hatların ayrı bölümlerinin bağlandığı şalt direklerinde baralar düzenlenir. Direklerin varlığında bir kaza durumunda sadece hasarlı bölümün bağlantısı kesilir ve bu nedenle hattın toplam direnci bir miktar artar örneğin 2 anahtarlama direği ile sadece %30 artar 2 kat değil, gönderi değiştirme eksikliğinde olacağı gibi.

Tüm güç aktarımının toplam direnci açısından (jeneratörlerin ve transformatörlerin direnci dahil), dirençteki artış daha da az olacaktır.

Tellerin ayrılması

Bir iletkenin reaktansı, iletkenler arasındaki mesafenin iletkenin yarıçapına oranına bağlıdır. Voltaj arttıkça, kural olarak, teller ve bunların kesitleri arasındaki mesafe ve dolayısıyla yarıçap da artar. Bu nedenle, reaktans nispeten dar sınırlar içinde değişir ve yaklaşık hesaplamalarda genellikle x = 0,4 ohm / km olarak alınır.

220 kV ve daha fazla gerilime sahip hatlarda, sözde fenomen gözlenir. "Taç". Bu fenomen, özellikle kötü havalarda önemli olan enerji kayıpları ile ilişkilidir.Aşırı korona kayıplarını ortadan kaldırmak için, iletkenin belirli bir çapı gereklidir. 220 kV'un üzerindeki voltajlarda, ekonomik olarak gerekçelendirilemeyecek kadar büyük bir kesite sahip yoğun iletkenler elde edilir.Bu nedenlerden dolayı içi boş bakır teller önerilmiş ve bir miktar kullanım bulmuştur.

Korona açısından içi boş - bölünmüş teller yerine kullanmak daha verimlidir... Bir bölünmüş tel, birbirinden belirli bir mesafede bulunan 2 ila 4 ayrı telden oluşur.

Tel koptuğunda çapı artar ve sonuç olarak:

a) koronadan kaynaklanan enerji kayıpları önemli ölçüde azalır,

b) reaktif ve dalga direnci azalır ve buna bağlı olarak güç hattının doğal gücü artar. Hattın doğal gücü, iki ipi% 25 - 30, üç -% 40'a kadar, dört -% 50 oranında böldüğünde yaklaşık olarak artar.

Boyuna tazminat

Hattın uzunluğu arttıkça buna bağlı olarak reaktansı da artar ve sonuç olarak paralel çalışmanın kararlılığı önemli ölçüde bozulur. Uzun bir iletim hattının reaktansının düşürülmesi, taşıma kapasitesini arttırır. Böyle bir azalma, hatta statik kapasitörlerin sıralı olarak dahil edilmesiyle en etkili şekilde elde edilebilir.

Etkilerinde bu tür kapasitörler, hattın kendi endüktansının etkisinin tersidir ve bu nedenle, onu bir dereceye kadar telafi ederler. Bu nedenle, bu yöntemin genel adı uzunlamasına kompanzasyon... Statik kapasitörlerin sayısına ve boyutuna bağlı olarak, endüktif direnç bir veya daha fazla hat uzunluğu için telafi edilebilir. Telafi edilmiş hattın uzunluğunun, bir birimin parçaları veya yüzde olarak ifade edilen toplam uzunluğuna oranı, tazminat derecesi olarak adlandırılır.

İletim hattı bölümünde yer alan statik kapasitörler, hem iletim hattının kendisinde hem de bunun dışında, örneğin alıcı şebekede bir kısa devre sırasında meydana gelebilecek olağandışı koşullara maruz kalır. En ciddi olanı hattın kendisindeki kısa devrelerdir.

Kondansatörlerden büyük acil durum akımları geçtiğinde, içlerindeki voltaj kısa bir süre için de olsa önemli ölçüde artar, ancak izolasyonları için tehlikeli olabilir. Bunu önlemek için kondansatörlere paralel olarak bir hava boşluğu bağlanır. Kapasitörler arasındaki voltaj önceden seçilmiş belirli bir değeri aştığında, boşluk kesilir ve bu, acil durum akımının akması için paralel bir yol oluşturur. Tüm süreç çok hızlı gerçekleşir ve tamamlandıktan sonra kapasitörlerin verimliliği tekrar geri yüklenir.

Telafi derecesi %50'yi geçmediğinde en uygun kurulum statik kapasitör bankları hattın ortasında iken güçleri bir nebze azaltılmış ve çalışma şartları kolaylaştırılmıştır.