Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии

Актуальность темы. Растущий интерес в ряде стран мира к проблеме транспорта значительной мощности на сверхдальние расстояния 2000-4000 км определяется возможностью создания источников дешевой электроэнергии, удаленных от центров нагрузки. Особое внимание к этой проблеме существует в России. При формировании ЕЭС России важное место занимает задача усиления электрических связей между ее европейской и азиатской секциями.

При современном уровне развития техники передачи электроэнергии проблема сверхдальнего транспорта может быть решена как на постоянном, так и переменном токе. Как показано в данной работе, для решения рассматриваемой проблемы наиболее эффективно использование полуволновой технологии передачи электроэнергии.

Систематические исследования в области полуволновых ЭП начали проводиться в Сибирском НИИ Энергетики с 1956 года под руководством профессора В.К. Щербакова. В результате исследований, проведенных совместно с другими организациями страны, были созданы научно-технические основы, обоснована техническая осуществимость и экономическая эффективность таких электропередач.

Вместе с тем необходимо констатировать, что слабой стороной проведенных исследований являлся неполный учет технических ограничений, вытекающих из характера работы полуволновой ЭП в составе энергообъединения. Своего разрешения требовала задача обеспечения надлежащего уровня надежности. Существовала также потребность в определении характеристик и параметров для новых типов и схем полуволновых электропередач. Наконец, необходимо было провести сравнительный анализ полуволновых ЭП с учетом аспектов надежности, уточнить их роль в развитии электроэнергетики страны и оценить эффективность их использования за рубежом. Такое состояние рассматриваемой проблемы диктовало необходимость теоретического обобщения и дальнейшего развития методических и практических вопросов полуволновой технологии.

Данная работа нацелена на обоснование схемно-режимных характеристик, технико-экономических показателей и экономической эффективности полуволновых электропередач с учетом аспектов надежности при их работе в составе энергообъединения.

Проведенные исследования в области полуволновых электропередач охватывали широкий круг вопросов методического и практического характера. Успех исследований на первом этапе во многом определился созданием и вводом в эксплуатацию электродинамической модели.

В 70-х годах начинается второй этап, нацеленный на исследование вопросов функционирования полуволновых электропередач в составе энергообъединения.

Интерес к полуволновым ЭП за рубежом потребовал проведения на третьем этапе более тщательных исследований с учетом аспектов надежности. На этом этапе усилия были направлены на дальнейшее развитие методических и практических вопросов полуволновой технологии.

Полуволновая ЭП имеет простую структуру и включает в свой состав концевые подстанции и полуволновую ВЛ. Такая ВЛ обладает двумя замечательными качествами, которые определяют ее преимущество перед компенсированной линией. Первое качество заключается в том, что полуволновая линия не имеет ограничений на передаваемую мощность по условию устойчивости в силу того, что ее реактивное сопротивление равно нулю. Второе качество состоит в том, что такая линия сбалансирована по реактивной мощности и для ее работы не требуется установки компенсирующих устройств.

Работоспособность полуволновой ЭП была подтверждена успешным проведением натурных испытаний на линии 500 кВ Волгоград — Москва — Челябинск.

Для полуволновой ЭП используется, в основном, оборудование, предназначенное для дальних ЭП. Полуволновая линия обладает рядом необычных свойств, которые отличают ее от обычных линий переменного тока. Поэтому решение теоретических и практических вопросов таких линий требует специального подхода.

В предыдущих статьях дается обобщение результатов, связанных с нормальными режимами сверхдальних линий, а также приводятся оригинальные результаты, касающиеся особенностей схем замещения и работы полуволновой ЭП в составе энергообъединения.

Традиционная П-образная схема замещения, хорошо отражающая физические процессы при длинах линии не более четверть волны, для сверхдальних линий создает ряд неудобств. Для полуволновой линии продольное активное сопротивление оказывается отрицательным, а поперечные проводимости имеют чрезмерно большую величину. Для обоснования схем замещения сверхдальних линий в работе предложен специальный подход, который основывается на введении в схему полуволнового трансформатора.

Для упрощения расчетов нормальных режимов сверхдальних линий, длина которых отличается от полуволны, предложено использовать фантомные элементы, представляющие каскадное соединение линий положительной и отрицательной электрических длин. Использование таких элементов позволяет провести эквивалентные преобразования с искусственным выделением полуволновой схемы.

Важной особенностью полуволновой линии является существенная зависимость напряжений вдоль нее от передаваемой мощности. Повышение напряжения в средней части линии является главным ограничивающим фактором на величину ее пропускной способности.

Для осуществления совместной работы ПЭП с шунтирующей сетью требуется фазорегулирующий трансформатор (ФРТ) для того, чтобы компенсировать угловой сдвиг между векторами напряжений в месте его подключения.

Для описания совместной работы ПЭП и шунтирующей сети в работе предложена методика, базирующаяся на использовании фазового уравнения.

В общем случае в контуре полуволновая ЭП — шунтирующая сеть возникает уравнительный поток мощности, который можно исключить за счет регулирования угла на ФРТ.

Предложенная методика позволила определить условия работы и требования к ФРТ. Рекомендуемые параметры ФРТ позволяют реализовать требуемые режимы, включая режимы передачи максимальной мощности и осуществления реверса мощности из Европейской секции ЕЭС в ОЭС Сибири.

В следующих статьях мы проанализируем особенности функционирования полуволновой ЭП в аварийных и послеаварийных режимах при ее работе составе ЕЭС России.

Дата публикации: 08.12.2011

Похожие записи:

• Качественная кабельная продукция от лучших производителей России от компании «РОСКАБ»
• Как выбрать установить дизель-генератор в доме
• Как подключить генератор к сети здания?
• Вопрос-ответ, Измерение сопротивления изоляции кабеля, кто проводит и зачем
• Покупаете качественный оптический кабель в компании «Линии связи»
• Силовой кабель аабл 3х240 — гарантия качества глубоко под землей