Область наук:
  • Електротехніка, електронна техніка, інформаційні технології
  • Рік видавництва: 2007
    Журнал: Проблеми регіональної енергетики

    Текст наукової роботи на тему «Мінімізація нерівномірності завантаження ланцюгів керованої самокомпенсірующейся повітряної лінії (УСВЛ).»

    ?Мінімізація нерівномірності завантаження ланцюгів керованої самокомпенсірующейся повітряної лінії (УСВЛ).

    Суслов В.М., Постолатій В. М.

    Інститут енергетики АНМ

    Анотація: Для мінімізації нерівномірності завантаження ланцюгів УСВЛ в процесі її регулювання пропускної здатності за допомогою синхронного регулювання зсуву фаз систем векторів напруг ланцюгів по її обох кінцях запропоновано ускладнити цей процес шляхом введення додаткової регулювання на передавальному кінці лінії. Аналітичним шляхом визначено критерій цього додаткового регулювання. Додатково визначено поняття квазіхвильовими режиму УСВЛ для довільного кута зсуву фаз систем векторів напруг її ланцюгів.

    Ключові слова: керовані лінії електропередачі, регулювання кута зсуву фаз.

    Minimizarea neuniformitatii sarcinei circuitelor liniei electrice de tensiune inalta dirijata cu

    autocompensare.

    Institutul de Energetica al A§M

    Rezumat Pentrn minimizarea neregularitatii sarcinii retelelor LEAD cu autocompensare in procesul ei de reglare al capacitatii de trafic prin intermediul reglarii decalajului de faza a sistemului vectorial de tensiuni al retelelor din ambele capete, sa propus complicarea acestui proces prin includerea reglarii suplimentare la capatul de transmitere al liniei . in mod analitic s-a determinat criteriul acestei reglari suplimentare. Totodata s-a stabilit conceptul regimului cuazistationar ale LEAD pentru unghiul arbitrar al decalajului de faza ale vectorilor tensiunilor retelelor lor.

    Cuvintele cheie: linia electrica dirijata, unghi de decalare.

    Minimization of unevenness of the loading of the selfcompensating high voltage power

    lines

    Institute of Power Engineering of the Academy of Sciences of Republic of Moldova

    Abstract: For minimization of unevenness of the loading the chains operated selfcompensating high-voltage power lines (OSHPL) in process of management of its reception capacity by means of synchronous change the angular shift of the phases of the voltage vector systems of the chains on its both sides is offered hereto process to add the additional regulation on sending end of the line. The Analytical way is determined criterion this additional regulation. In addition notion of the quasiwave mode OSHPL is determined for free angle of the shift of the phases of the voltage vector systems of its chains.

    Key word: power line, angular shift of the phases.

    Як відомо, УСВЛ є повітряну лінію, що складається як мінімум з двох трифазних ланцюгів з максимально зближують однойменними фазами і з загальноприйнятими відстанями між цими парами фаз між собою [1] (див. Рис.1).

    Рис.1. Принципова схема УСВЛ. (Ф - фазорегулятори, I / II - номери ланцюгів.) 1

    1 Г орізонтальние стрілки показують напрямок передачі потужності.

    За допомогою фазорегулювальні пристроїв, встановленим по кінцях лінії, проводиться регулювання кута зсуву фаз, від нуля до 180 градусів, між системами векторів напруг ланцюгів в залежності від необхідної величини переданої потужності по лінії. Зазвичай передбачається синхронне регулювання цього зсуву фаз по обох кінцях лінії, а що виникає нерівномірність по завантаженню ланцюгів при проміжному кутовому зсуві вважається неминучим витратою цього процесу. Припустимо, що передача потужності по УСВЛ проводиться тільки в одну сторону. В кінці електропередачі встановлені звичайні фазоповоротние пристрої, у яких виробляється тільки регулювання фази векторів напруг ланцюгів при рівності їх модулів один одному. На початку ж електропередачі встановлені модифіковані фазоповоротние пристрої, на які додатково покладається функція введення в деяких межах разбаланса по модулю напруг ланцюгів між собою. Ставиться завдання знайти критерій оптимального регулювання цими початковими фазоповоротнимі пристроями при деякому незмінному куті зсуву фаз систем Вектра напруг ланцюгів в кінці електропередачі з метою мінімізації нерівномірності завантаження ланцюгів лінії.

    Додатково поставимо питання про здійсненності режиму натуральної потужності для УСВЛ. Якщо вважати критерієм цього режиму сталість відносини комплексу напруги до комплексу струму для кожної ланцюга, незалежно від місця на лінії, то даний режим для УСВЛ, строго кажучи, здійснимо тільки для крайніх значення кутового зсуву, тобто для нульового кута зсуву фаз і для 180 - градусного зсуву фаз між системами векторів напруг ланцюгів.

    Однак можна ввести новий критерій здійсненності хвильового режиму для УСВЛ. Будь-симетричний режим УСВЛ при будь-яких симетричних граничних умовах на її кінцях можна уявити як накладення двох режимів. Перший - це деякий режим при нульовому зсуві фаз між системами векторів напруг ланцюгів, а другий - це режим при 180 - градусному зсуві між системами векторів напруг ланцюгів. Виявляється кожен з цих двох режимів вже може бути хвильовим, в тому числі і одночасно. Маємо для цього випадку такі два критеріальних рівняння.

    Перше з них має такий вигляд.

    і ° пл

    ---= 20, (1)

    I про

    де ио - напруга нульової складової в довільній точці лінії,

    10 - струм нульової складової в тій же точці лінії,

    г0 - хвильовий опір лінії в режимі нульового фазового зсуву.

    Друге - наступний.

    11180

    | - 2180, (2)

    1180

    де С / 180 - напруга 180-градусної складовою в довільній точці лінії,

    1180 - струм 180-градусної складовою в тій же точці лінії,

    г180 - хвильовий опір лінії в режимі 180-градусного фазового зсуву.

    Здійснення режиму УСВЛ, відповідним цим двом рівнянням, забезпечують шляхом регулювання фазоповоротнимі пристроями на початку лінії по черзі як разбалланса модулів напруг ланцюгів, так і кута зсуву фаз систем

    векторів напруг ланцюгів, а також і кута зсуву фаз векторів напруг за допомогою

    фазоповоротних пристроїв в кінці лінії. Отриманий режим з виконанням цих двох рівнянь можнет бути названий квазіхвильовими режимом УСВЛ. Цей режим при

    досить великій довжині лінії, сумірною з довжиною хвилі змінного струму

    промислової частоти, буде більш бажаним ніж будь-які інші близькі режими з однаковими кутами зсуву фаз між системами векторів напруг ланцюгів на її обох кінцях, як по більш рівномірного завантаження ланцюгів, так і по більш плавного розподілу напруги уздовж лінії.

    З міркувань може виникати необхідність ведення режиму для УСВЛ, кілька відмінного від квазіхвильовими. Визначимо критерій оптимальності даного режиму в сенсі зведення до мінімуму його відмінності від квазіхвильовими режиму.

    З теорії довгих ліній електропередачі для кожного з хвильових каналів УСВЛ маємо.

    Для нульового каналу:

    для напруги

    де і - нульова складова напруги на відстані! від початку лінії, іом - то ж, але на початку лінії,

    10м - нульова складова струму на початку лінії, г0 - хвильовий опір нульового каналу,

    у0 - постійна поширення хвиль струму і напруги нульового каналу.

    (3)

    для струму

    (4)

    де 10 - нульова складова струму на відстані! від початку лінії. Для 180 градусного каналу:

    Напруга уздовж лінії змінюється по наступному закону.

    і 180 = і 180н ск УШ) I - 1ШН 2 УШ) 1, (5)

    де іш - 180 градусна складова напруги на відстані! від початку лінії, ішн - то ж, але на початку лінії,

    1180н - 180 градусна складова струму на початку лінії, г180 - хвильовий опір 180 градусного каналу,

    уш - постійна поширення хвиль струму і напруги 180 градусного каналу.

    А струм за наступним.

    / 180 = 1180н сН уш I --------------------- зк вушни I

    і 180?

    I

    (6)

    ^ 180

    де 1180 - 180 градусна складова струму на відстані! від початку лінії.

    У всіх останніх чотирьох рівнянь нульова і 180 градусна складові для струмів і напруг УСВЛ визначаються наступними рівняннями.

    Для напруги нульової складової

    тт і \ + і 2

    і про =--------

    2 > (7)

    де і - напруга 1 -й ланцюга,

    і - напруга 2-й ланцюга.

    Для струму нульової складової

    1 «= -. ( «Про

    де I - струм 1 -й ланцюга,

    12 Ь - ток 2-й ланцюга.

    Для напруги 180 градусної складовою

    і ^ = - (9)

    2

    Для струму 180 градусної складовою

    / 180 =

    1 \ ~ / 2 + 2

    (10)

    Як вже було сказано вище при довільному режимі, відмінному від квазіхвильовими, вхідний опір лінії для кожного з хвильового каналу не буде постійним, а буде змінюватися уздовж лінії. Очевидно, щоб мінімізувати нерівномірність завантаження ланцюгів УСВЛ, необхідно зрівняти ступінь відмінності режимів її хвильових каналів від їх хвильових режимів. Таким чином критерій мінімально можливої ​​нерівномірності завантаження ланцюгів визначиться наступним рівнянням.

    Іг

    80

    0 / о

    0 1т 2-

    (11)

    180

    де L - довжина лінії.

    Підставляючи в останній вираз величини з (3-6) для ио, / 0, іш і / 180 і, беручи інтеграли в його обох частинах, отримаємо.

    г \ ^ \

    1

    1п

    сІу0 Ь - ^ ° "$'у {) Ь

    IОн 2П

    1

    -1п

    нудний '

    і 18

    1іон г180

    -екУіо1

    (12)

    Замість точного виконання співвідношення (12) можна запропонувати близьке до нього, більш наближене наступне співвідношення.

    і 0

    і 1

    80

    / 0 z0 / 180 Z|

    180

    де і0, / 0, і180 і / 180

    посередині лінії.

    Маючи на увазі співвідношення (3-6), отримаємо

    відповідні складові струму і напруги

    0/2

    З / 180м сІушу - / 180м г180 5 / г / 18

    (13)

    О / 2 ^ 2 і \% 0н ДТ у 180 / 180м ^ 180 С ^ Уш> / 2

    Нарешті, можна запропонувати зовсім наближене наступне співвідношення.

    і Він / - І 180н.

    / 0н / / 180н

    (14)

    Виконання одного з рівнянь (12, 13 або 14) забезпечують регулюванням фазоповоротнимі пристроями на початку лінії по черзі як разбалланса модулів

    напруг ланцюгів, так і кута зсуву фаз систем векторів її напружень при деякому незмінному куті зсуву фаз систем векторів напруг її ланцюгів в кінці лінії. При цьому завантаження лінії в цілому буде визначатися кутом зсуву фаз систем векторів напруг її ланцюгів в кінці лінії.

    висновки.

    1. Сформульовано критерій оптимальності по завантаженню ланцюгів УСВЛ значної протяжності, що визначає мінімум відмінності її режиму від, так званого квазіхвильовими режиму.

    2. Його виконання в процесі поточного регулювання дозволить зменшити втрати потужності через більш рівномірного завантаження ланцюгів УСВЛ, як по току, так і по напрузі.

    3. квазіхвильовими режим УСВЛ, при проміжних кутах зсуву фаз між системами векторів напруг ланцюгів, відповідає хвильовому режиму звичайної одноланцюгової лінії.

    література.

    1. Ю.М. Астахов, В.М. Постолатій, І.Т. Комендант, Г.В.Чалий. Керовані лінії електропередачі. Кишинів: Штиинца, 1984.


    Ключові слова: керовані лінії електропередачі / регулювання кута зсуву фаз

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити