Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии

Такая сложная система, как ЕЭС России, работает в условиях постоянно возникающих возмущений. Наиболее вероятными авариями являются случаи однофазных повреждений линии, а маловероятными — отказы линий
Переходный процесс имеет три стадии: электромагнитную; электромеханическую и квазистановившуюся.

Перенапряжения, возникающие в полуволновой ЭП, делятся на три группы: коммутационные, резонансные и динамические. В работе обоснована простейшая система защиты от перенапряжений, включающая в свой состав защитные аппараты типа ОПН по концам линии и шунтирующий выключатель в средней части линии и показана на основе вероятностного подхода практическая безопасность работы линейной изоляции при резонансных коротких замыканиях и в режиме качаний.

Для выявления основных особенностей электромеханической стадия переходного процесса намечена расчетная схема «две станции — три ШБМ». Схема представляет собой простейший эквивалент одного из перспективных вариантов ЕЭС России.

В качестве расчетной аварийной ситуации рассматривается ликвидация однофазного КЗ, возникшего на полуволновой линии.

Расчеты показали, что как в традиционной схеме, так в схеме с резервной фазой обеспечиваются приемлемые динамические переходы, когда сохраняется динамическая устойчивость, а динамические повышения напряжения не превышают допустимого уровня.

Появление в составе энергообъединения сверхдальней электропередачи существенным образом меняет его свойства. Если в варианте без полуволновой ЭП допустимость послеаварийных режимов определяется ограничением по устойчивости, то в варианте с такой ЭП на первый план выдвигаются требования, связанные с ее допустимой перегрузкой. Для оценки набросов мощности на полуволновую линию разработан метод с использованием фазового уравнения.

В качестве расчетных случаев рассмотрены: возникновение дефицита генерирующей мощности в Европейской секции ЕЭС и аварийные отключения ВЛ 1150 кВ шунтирующей сети. В варианте ЕЭС с полуволновой ЭП допустимый дефицит мощности почти в три раза превосходит таковой для варианта ЕЭС без нее.

С следующих статьях мы так же рассмотрим вопросы надежности, пути ее повышения и способы оценки. Одним из важнейших вопросов является установление ограничения на максимально передаваемую мощность транспортной ЭП. Для этой цели в работе предлагается принять условие, согласно которому аварийное отключение ЭП не должно приводить к работе автоматической частотной разгрузки (АЧР) в приемной системе. На уровне 2020 года, когда возможно появление сверхдальней ЭП из Сибири в европейскую часть страны, допустимая мощность на ее приемном конце может составлять, по крайней мере, 5000-6000 МВт.

По мере развития энергообъединений возникает необходимость использования новых электропередач для усиления системообразующей сети, а также для выдачи мощности от удаленных энергокомплексов. Помимо обеспечения экономической эффективности таких ЭП должна быть решена и проблема надежности. Мировой опыт показывает, что сравнительно высокий уровень надежности энергосистем обеспечивается, если при их проектировании и эксплуатации выполняется критерий N-1. Традиционным решением проблемы надежности для широко используемых в мире дальних ЭП является сооружение двухцепных линий. Однако по экономическим и экологическим соображениям для сверхдальнего транспорта электроэнергии целесообразно использовать одноцепные ЭП вместо двухцепных. Такой путь допустим, если имеется техническое решение, гарантирующее одинаковый уровень надежности в этих вариантах при ликвидации однофазных повреждений, поскольку подавляющее число отказов ЭП СВН являются однофазными.

Если бы все однофазные КЗ были неустойчивыми, то использование ОАПВ позволило бы удовлетворить критерию N-1. Однако доля устойчивых однофазных КЗ может достигать 20-50 %. Поэтому ОАПВ не решает проблему надежности в полной мере.

Проблема ликвидации однофазных аварий более эффективно может быть решена путем внедрения двухфазных режимов. В этом случае при обнаружении однофазного КЗ аварийная фаза отключается и происходит переход на длительную работу по двухфазной схеме. В длительном двухфазном режиме может быть передано не более 70 % мощности номинального режима, т.е. критерий N-1 удовлетворяется не в полной мере.

Более радикально проблему надежности можно решить путем использования одноцепных ВЛ с резервной фазой. В этом случае при однофазных повреждениях вместо аварийной фазы включается резервная и критерий N-1 выполняется на 100 %.

Очевидным недостатком ЭП с резервной фазой линии является недоиспользование суммарного сечения ВЛ в нормальном режиме. Поэтому целесообразно предусматривать переоборудование со временем трехфазной ЭП с резервной фазой в четырехфазную ЭП. Четырехфазные ЭП представляют новый способ передачи электроэнергии с использованием четырехфазной системы переменного тока с фазовым сдвигом 90 o. Переход от трехфазной ЭП с резервной фазой к четырехфазной дает увеличение пропускной способности на треть. При возникновении однофазных повреждений на линии предусматривается перевод четырехфазной ЭП на работу в трехфазном режиме с возможностью передачи номинальной мощности.

Под режимной надежностью понимается способность противостоять внезапным изменениям режима, не допуская каскадного развития аварий с крупным нарушением электроснабжения (КНЭ). Среди аварийных случаев можно выделить безопасные, опасные и экстремальные аварийные ситуации. Опасными считаются такие, при которых в энергосистеме возникает дефицит мощности. Опасная аварийная ситуация, приводящая к максимальному дефициту, называется экстремальной.

Опасные аварии могут инициировать возникновение в системе крупное нарушение электроснабжения. Критерий N-1, являясь по своей сути детерминистским, не позволяет учесть вероятностный характер возникновения КНЭ в энергосистеме.

В данной работе вводится показатель для вероятностной оценки режимной надежности. УИРН представляет среднее число КНЭ в энергообъединении при условии, что экстремальная авария инициирует КНЭ, а риск появления такого нарушения при других авариях снижается согласно вероятностному коэффициенту.

Балансовая надежность трактуется, как способность энергообъединения осуществлять бесперебойное снабжение потребителей, что может быть обеспечено при соответствующем резервировании генерирующих мощностей.

В России и мировой практике для расчета балансовой надежности широко используется подход, в основе которого лежит сопоставление затрат на резервирование мощностей и ущербов, возникающих при дефицитных состояниях в энергосистеме. В данной работе предложен аналитический метод оценки балансовой надежности с учетом аварийности ЭП, который позволяет проводить стоимостную оценку сравниваемых электропередач, обладающих разными показателями аварийности.

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