ДИССЕРТАЦИЯ (1202439), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Тиристорно-управляемое устройство продольной компенсации (ТУПК) состоит из управляемого реактора, соединенного параллельно с секцией батарей конденсаторов. Блок тиристоров позволяет плавно управлять емкостным сопротивлением линии. Компенсация реактивного сопротивления приводит к уменьшению угла сдвига фаз между напряжениями начала и конца линии. ТУПК увеличивает пропускную способность ЛЭП, обеспечивает при их параллельном соединении перераспределение мощностей [21,23].
Безреакторное устройство продольной компенсации (БУПК) в отличие от ТУПК не содержит реактора. Степень компенсации емкостного сопротивления линии управляется углами открытия блока тиристоров [21,23].
Фазоповоротные устройства (ФПУ) представляют собой устройства, которые переключаются с помощью выключателей или тиристорных блоков отпайки трансформаторов, обеспечивая при этом регулирование фазы напряжения. ФПУ состоит из двух трансформаторов, один из которых подключается параллельно линии в ее начало и производит регулирование, а другой включается последовательно в линию и создает вектор дополнительного напряжения. В итоге, изменяя угол между напряжениями начала и конца ЛЭП до ± 40
от изначального угла, меняется передаваемая мощность. Но поскольку ФПУ не изменяет амплитуду синусоиды, то и пропускная способность линии не повышается. Предпочтительно применяются на воздушных ЛЭП 110-220 кВ [22,23].
Вставка постоянного тока (ВПТ) включается в рассечку ЛЭП и представляет собой соединение двух преобразовательных устройств, одно из которых работает в режиме выпрямителя, а другое – в режиме инвертора. Объединяет два преобразователя звено постоянного тока, которое выполняется либо на основе сглаживающего реактора (преобразователь тока), либо с батареей конденсаторов (преобразователь напряжения). ВПТ регулирует как активную, так и реактивную мощность в широких пределах. Данные устройства применяются для объединения электроэнергетических систем, работающих на разных или несинхронных частотах [17,22,23].
Токоограничивающие устройства (ТОУ) представляют собой последовательное соединение регулируемого тиристорами конденсатора и катушки индуктивности. В нормальном режиме емкостное сопротивление равняется индуктивному. При КЗ тиристорный ключ замыкает конденсатор и в контуре остается катушка индуктивности, ограничивающая ток КЗ. ТОУ применяются в сетях в основном с двигательной синхронной и асинхронной нагрузкой с большими токами подпитки и в местах, где величина тока КЗ превышает коммутационную способность выключателей [23,24].
Асинхронизированный компенсатор (АСК) состоит из электрической машины переменного тока и статического преобразователя частоты. Применяется для увеличения пропускной способности, регулирования напряжения в сети и уменьшения его колебания. АСК способен как потреблять, так и генерировать реактивную мощность в диапазоне ± 100 % и обладает высокой перегрузочной способностью, которая позволяет обеспечить устойчивость ЭЭС при авариях. Данное устройство эффективно в любых электрических сетях, особенно в слабых [23,24].
Рисунок 2.8 – Электромашинные устройства: а) АСК; б) АС ЭМПЧ
Асинхронизированный электромеханический преобразователь частоты (АС ЭМПЧ) представляет собой две машины переменного тока одинаковой мощности с жестко связанными валами. Обладает высокой перегрузочной способностью. АС ЭМПЧ является электромеханическим аналогом ВПТ, имеет такую же область применения, но в отличие от вставки постоянного тока обе части энергосистемы электрически не связаны. Устройство эффективно при питании нагрузок, чувствительных к отклонениям напряжения, и потребителей с импульсной нагрузкой [23,25].
Вращающийся трансформатор (ВФТ) представляет собой вращающуюся машину с дополнительным двигателем на валу. Питание статора и ротора происходит от различных сетей с отличающейся друг от друга частотой. ВФТ несинхронно объединяет энергосистемы [23,25].
Для сравнения эффективности устройств ГЭП сведены в таблицу 2.1 их основные функции, а также стоимость [26,27].
Таблица 2.1 – Сравнительная характеристика устройств
| Устройство ГЭП | Регулирование мощности | Регулировка реактивного сопротивле-ния линии | Регулировка напряжения | Объединение ЭЭС разной частоты | Удельная стоимость, евро/МВА | ||||||
| генера-ция | потребле-ние | по модулю | по фазе | ||||||||
| УШР, УШРТ | - | + | - | + | - | - | 20-25 | ||||
| ВРГ | - | + | - | + | - | - | |||||
| СТК | + | + | - | + | - | - | 35-45 | ||||
| СТАТКОМ | + | + | + | + | + | - | 50-85 | ||||
| ССПК | + | + | + | + | + | - | 50-85 | ||||
| ОРПМ | + | + | + | + | + | - | 90-130 | ||||
| ТУПК, БУПК | - | - | + | - | - | - | 25-50 | ||||
| ФПУ | - | - | - | - | + | - | 40-45 | ||||
| ВПТ | + | + | - | - | - | + | |||||
| ТОУ | - | - | + | - | - | - | |||||
Окончание таблицы 2.1
| Устройство ГЭП | Регулирование мощности | Регулировка реактивного сопротивле-ния линии | Регулировка напряжения | Объединение ЭЭС разной частоты | Удельная стоимость, евро/МВА | ||||||
| генера-ция | потребле-ние | по модулю | по фазе | ||||||||
| АСК | + | + | - | + | - | - | 70-120 | ||||
| АС ЭМПЧ | + | + | - | - | - | + | 70-80 | ||||
| ФВТ | - | - | - | - | - | + | 10-40 | ||||
Как видно из таблицы, стоимость устройств ГЭП зависит от их функциональных возможностей. Поэтому для каждого индивидуального случая выбора и применения данных устройств необходимо учитывать конкретные требования к электропередачам данного класса напряжения.
Применение аппаратуры гибких линий позволит существенно изменить характеристики электроэнергетических систем и обойтись, в ряде случаев, без строительства новых линии для обеспечения передачи растущих потоков мощности, что стало в последнее время затруднительным в связи с целым рядом экономических, экологических и социальных проблем.
3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Рисунок 3.1 – Электроэнергетическая система в исходном режиме
На рисунке 3.1 представлена упрощенная схема электрической системы Дальнего Востока, в которой электрические станции Зейская ГЭС и Бурейская ГЭС, связанные друг с другом и нагрузками сетью напряжением
кВ, работают параллельно на шины неизменного напряжения Хабаровской подстанции
. Значения мощностей источников и нагрузок в исходном установившемся режиме приведены в таблице 3.1. Параметры линий сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.1 – Исходные данные для узлов
| Узел | Подстанция | Характер узла |
|
|
| 1 | Зейская ГЭС/Амурская | Генераторный | 111,0 | 19,0 |
| 2 | Февральская | Нагрузочный | 58,7 | 13,0 |
| 3 | Этеркан | Нагрузочный | 51,9 | 10,3 |
| 4 | Ургал | Нагрузочный | 9,8 | 4,1 |
Окончание таблицы 3.1
| Узел | Подстанция | Характер узла |
|
|
| 5 | Березовая | Нагрузочный | 4,6 | -7,3 |
| 6 | Комсомольская | Нагрузочный | 5,2 | 4,3 |
| 7 | Хабаровская | Балансирующий | 0 | 0 |
| 8 | Лондоко | Нагрузочный | 1,2 | 0,3 |
| 9 | Бурейская ГЭС | Генераторный | 76,0 | 0,3 |
| 10 | Завитая | Нагрузочный | 13,4 | 3,1 |
Таблица 3.2 – Характеристики ветвей схемы
| Ветвь i-j | Марка провода | Длина, км |
|
|
|
|
| 1-2 | АС-300 | 150 | 0,105 | 0,405 | 15,750 | 60,750 |
| 2-3 | АС-240 | 170 | 0,131 | 0,369 | 22,270 | 62,730 |
| 3-4 | АСО-300 | 118 | 0,108 | 0,396 | 12,744 | 46,728 |
| 4-5 | АС-240 | 160 | 0,131 | 0,369 | 20,960 | 59,040 |
| 5-6 | АС-240 | 198 | 0,131 | 0,369 | 25,938 | 73,062 |
| 6-7 | АС-300 | 195 | 0,105 | 0,405 | 20,475 | 78,975 |
| 7-8 | АСО-300 | 160 | 0,108 | 0,396 | 17,280 | 63,360 |
| 8-9 | АС-300 | 155 | 0,105 | 0,405 | 16,275 | 62,775 |
| 9-10 | АС-300 | 46 | 0,105 | 0,405 | 4,830 | 18,630 |
| 1-10 | АС-400 | 78 | 0,078 | 0,397 | 6,084 | 30,966 |
| 2-10 | АС-240 | 194 | 0,131 | 0,369 | 25,414 | 71,586 |
| 4-8 | АСО-300 | 172 | 0,108 | 0,396 | 18,576 | 68,112 |
| 1-7 | АСО-300 | 290 | 0,108 | 0,396 | 31,320 | 114,840 |
В схеме электроснабжения (см. рисунок 3.1) 10 узлов и 13 ветвей. В качестве балансирующего узла был выбран узел 7 (подстанция Хабаровская), в котором напряжение поддерживается постоянным, равным
. Расчет режимов системы проводим в программном комплексе Mathcad.
4 РАСЧЕТ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
4.1 Расчет установившегося режима исходной схемы электроснабжения
Необходимо рассчитать величину напряжения во всех узлах, потоки мощности в начале и в конце ветвей. Все расчеты будут вестись в программном комплексе Mathcad. Расчет режима электрической сети проводим методом Ньютона, поскольку данный метод по сравнению с другими имеет быструю и устойчивую сходимость.
МВт
МВАр
, Ом/км
, Ом/км
, Ом
, Ом














