אמצעים לשיפור היציבות והפעולה הרציפה של קווי חשמל למרחקים ארוכים

יציבות הפעולה המקבילה של קו החשמל ממלאת את התפקיד החשוב ביותר בהעברת אנרגיה חשמלית למרחקים ארוכים. על פי תנאי היציבות, כושר השידור של הקו עולה ביחס לריבוע המתח, ולכן הגדלת מתח השידור היא אחת הדרכים היעילות להעלות את העומס על מעגל ובכך להפחית את מספר המעגלים המקבילים. .

במקרים בהם לא מעשי מבחינה טכנית וכלכלית להעביר הספקים גדולים מאוד בסדר גודל של מיליון קילוואט ומעלה למרחקים ארוכים, אזי נדרשת עלייה משמעותית ביותר במתח. יחד עם זאת, גדלים משמעותית גודל הציוד, משקלו ועלותו וכן הקשיים בייצורו ובפיתוחו. בהקשר זה פותחו בשנים האחרונות אמצעים להגדלת הקיבולת של קווי ההולכה, שתהיה זולה ובו בזמן יעילה למדי.

מנקודת המבט של אמינות העברת הכוח, יש חשיבות למידת היציבות הסטטית והדינאמית של פעולה מקבילה... חלק מהפעילויות הנדונות להלן רלוונטיות לשני סוגי היציבות, בעוד שאחרות מיועדות בעיקר לאחת מהן, עליהן נדון ב-למטה.

הסר את המהירות

הדרך המקובלת והזולה ביותר להגדיל את ההספק המשודר היא להפחית את זמן כיבוי האלמנט הפגוע (קו, החלק הנפרד שלו, שנאי וכו'), המורכב מזמן הפעולה הגנת ממסר וזמן ההפעלה של המתג עצמו. אמצעי זה מיושם באופן נרחב על קווי מתח קיימים. במונחים של מהירות, התקדמויות רבות נעשו בשנים האחרונות הן בהגנה על ממסר והן במפסקים.

מהירות העצירה חשובה רק ליציבות דינמית ובעיקר לקווי תמסורת מחוברים במקרה של תקלות בקו ההולכה עצמו. עבור שידורי אנרגיה בלוק, כאשר תקלה בקו מובילה לכיבוי הבלוק, חשובה היציבות הדינמית במקרה של תקלות ברשת הקולטת (המשנית) ולכן יש לדאוג להסרה המהירה ביותר של התקלה. ברשת זו.

יישום של ווסתי מתח במהירות גבוהה

במקרה של קצר חשמלי ברשת, עקב זרימת זרמים גדולים, תמיד יש הפחתה כזו או אחרת במתח. נפילות מתח יכולות להתרחש גם מסיבות אחרות, למשל, כאשר העומס גדל במהירות או כאשר מתח הגנרטור כבוי, וכתוצאה מכך מתח מתחלק מחדש בין תחנות בודדות.

ירידה במתח מביאה להידרדרות חדה ביציבות הפעולה המקבילה... כדי לבטל זאת נדרשת עלייה מהירה במתח בקצוות העברת הכוח, אשר מושגת באמצעות ווסתי מתח מהירים המשפיעים על עירור הגנרטורים והגברת המתח שלהם.

פעילות זו היא מהזולות והיעילות ביותר. עם זאת, יש צורך שלווסת המתח תהיה אינרציה, ובנוסף, מערכת העירור של המכונה חייבת לספק את קצב העלייה הדרוש של המתח וגודלו (ריבוי) בהשוואה לרגיל, כלומר. מה שנקרא תקרה".

שיפור פרמטרי חומרה

כאמור, הערך הכולל התנגדות שידור כולל התנגדות של גנרטורים ושנאים. מנקודת המבט של יציבות הפעולה המקבילה, הדבר החשוב הוא התגובה (ההתנגדות הפעילה, כאמור לעיל, משפיעה על אובדן ההספק והאנרגיה).

ירידת המתח על פני התגובתיות של גנרטור או שנאי בזרם הנקוב שלו (זרם התואם להספק המדורג), המתייחסת למתח הרגיל ומבוטאת כאחוז (או חלקים מיחידה), היא אחד המאפיינים החשובים של גנרטור או שנאי.

מסיבות טכניות וכלכליות, גנרטורים ושנאים מתוכננים ומיוצרים עבור תגובות ספציפיות האופטימליות עבור סוג נתון של מכונה. ריאקטנסים יכולים להשתנות בגבולות מסוימים, וירידה בתגובתיות מלווה, ככלל, בעלייה בגודל ובמשקל, ולכן גם בעלות.עם זאת, ההתייקרות של גנרטורים ושנאים קטנה יחסית ומוצדקת כלכלית לחלוטין.

חלק מקווי ההולכה הקיימים משתמשים בציוד בעל פרמטרים משופרים. יש לציין גם שבפועל, במקרים מסוימים, נעשה שימוש בציוד בעל מגיבים סטנדרטיים (טיפוסיים), אך עם הספק מעט גבוה יותר, המחושב במיוחד עבור מקדם הספק של 0.8, בעוד שלמעשה על פי מצב השידור של הספק , יש לצפות להיות שווה ל 0. 9 - 0.95.

במקרים בהם הכוח מועבר מהתחנה ההידרואלקטרית והטורבינה יכולה לפתח הספק גדול מהנומינלי ב-10%, ולעיתים אף יותר, אז בלחצים העולים על זה המחושב, עלייה בהספק האקטיבי שנותן הגנרטור זה אפשרי.

שינוי פוסטים

במקרה של תאונה, אחד משני הקווים המקבילים הפועלים בתכנית מחוברת וללא בחירת ביניים, הוא מתקלקל לחלוטין ולכן ההתנגדות של קו החשמל מוכפלת. העברת כוח כפול על קו העבודה הנותר אפשרי אם יש לו אורך קצר יחסית.

עבור קווים באורך ניכר, ננקטים אמצעים מיוחדים כדי לפצות על ירידת המתח בקו ולשמור אותו קבוע בקצה הקולט של העברת הכוח. לשם כך, חזק מפצים סינכרונייםששולחים כוח תגובתי לקו שמפצה חלקית על ההספק התגובתי הפוגר שנגרם מהתגובתיות של הקו עצמו ושל השנאים.

עם זאת, מפצים סינכרוניים כאלה אינם יכולים להבטיח את יציבות הפעולה של העברת כוח ארוכה.בקווים ארוכים, כדי למנוע הפחתה בהספק המשודר במקרה של כיבוי חירום של מעגל אחד, ניתן להשתמש בעמודי מיתוג המחלקים את הקו למספר מקטעים.

בעמודי המיתוג מסודרים פסים, אליהם מחוברים חלקים נפרדים של הקווים בעזרת מתגים. בנוכחות עמודים, במקרה של תאונה, רק הקטע הפגוע מנותק, ולכן ההתנגדות הכוללת של הקו עולה מעט, למשל, עם 2 עמודי מיתוג, היא עולה רק ב-30%, ולא פעמיים, כפי שזה יהיה עם חוסר העברת פוסטים.

מבחינת ההתנגדות הכוללת של כל העברת הכוח (כולל ההתנגדות של גנרטורים ושנאים), העלייה בהתנגדות תהיה קטנה עוד יותר.

הפרדת חוטים

התגובה של מוליך תלויה ביחס בין המרחק בין המוליכים לרדיוס המוליך. ככל שהמתח גדל, ככלל, גדל גם המרחק בין החוטים לחתך הרוחב שלהם, ולכן הרדיוס. לכן, התגובה משתנה בגבולות צרים יחסית, ובחישובים משוערים היא נלקחת בדרך כלל שווה ל-x = 0.4 אוהם/ק"מ.

במקרה של קווים עם מתח של 220 קילו וולט ויותר, נצפית התופעה שנקראת. "כֶּתֶר". תופעה זו קשורה לאובדי אנרגיה, משמעותיים במיוחד במזג אוויר גרוע.על מנת למנוע הפסדי קורונה מוגזמים, נדרש קוטר מסוים של המוליך. במתחים מעל 220 קילו וולט מתקבלים מוליכים צפופים עם חתך כל כך גדול עד שלא ניתן להצדיק אותו כלכלית.מסיבות אלה, חוטי נחושת חלולים הוצעו ומצאו שימוש מסוים.

מבחינת הקורונה, יותר יעיל להשתמש בו במקום חוטים חלולים - מפוצלים... חוט מפוצל מורכב מ-2 עד 4 חוטים נפרדים הממוקמים במרחק מסוים אחד מהשני.

כאשר החוט מתפצל, קוטרו גדל וכתוצאה מכך:

א) הפסדי האנרגיה כתוצאה מהקורונה מופחתים באופן משמעותי,

ב) ההתנגדות התגובתית והגל שלו יורדת ובהתאם לכך, הכוח הטבעי של קו המתח עולה. הכוח הטבעי של הקו גדל בקירוב בעת פיצול שני גדילים ב-25 - 30%, ב-3 - עד 40%, בארבעה - ב-50%.

פיצוי אורך

ככל שאורך הקו גדל, התגובה שלו גדלה בהתאם, וכתוצאה מכך, יציבות הפעולה המקבילה מתדרדרת באופן משמעותי. הפחתת התגובה של קו הולכה ארוך מגדילה את כושר הנשיאה שלו. ניתן להשיג הפחתה כזו בצורה היעילה ביותר על ידי הכללת קבלים סטטיים בקו.

קבלים כאלה בהשפעתם מנוגדים לפעולת ההשראות העצמית של הקו, ולפיכך במידה זו או אחרת הם מפצים על כך. לכן, לשיטה זו יש את השם הכללי פיצוי אורך... בהתאם למספר וגודל הקבלים הסטטיים, ניתן לפצות את ההתנגדות האינדוקטיבית עבור אורך קו כזה או אחר. היחס בין אורך הקו המתוגמל לאורכו הכולל, מבוטא בחלקי יחידה או באחוזים, נקרא מידת הפיצוי.

קבלים סטטיים הכלולים בסעיף קו ההולכה חשופים לתנאים חריגים שיכולים להתרחש בזמן קצר חשמלי הן בקו ההולכה עצמו והן מחוצה לו, למשל ברשת הקולטת. החמורים ביותר הם קצרים על הקו עצמו.

כאשר עוברים זרמי חירום גדולים דרך הקבלים, המתח בהם גדל באופן משמעותי, אמנם לזמן קצר, אך זה יכול להיות מסוכן לבידוד שלהם. כדי למנוע זאת, מרווח אוויר מחובר במקביל לקבלים. כאשר המתח על הקבלים עולה על ערך מסוים שנבחר מראש, הפער נחתך וזה יוצר נתיב מקביל לזרם החירום לזרימת. כל התהליך מתרחש מהר מאוד ולאחר השלמתו חוזרת יעילות הקבלים.

כאשר דרגת הפיצוי אינה עולה על 50%, אזי ההתקנה המתאימה ביותר היא בנקים של קבלים סטטיים באמצע הקו, בעוד כוחם מופחת במקצת ותנאי העבודה מקלים יותר.