антиплагиат Полный (1204007), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рассмотренывопросы электробезопасности при работах в электроустановках. Разработанымероприятия по безопасности жизнедеятельности при обслуживании иэксплуатации тяговой подстанции.131 ГИБКИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И АКТУАЛЬНОСТЬ ИХПРИМЕНЕНИЯТрадиционный способ передачи электрической энергии основан наиспользовании линий электропередачи с неизменными параметрами, чтовызывает ряд трудностей в эксплуатации энергосистем [1]. В связи с этим уже втечение многих лет развиваются технические средства, обеспечивающиевозможность изменения параметров линий в зависимости от режимов их работы[2]. Их комплексное применение для регулирования параметров линийполучило в мировой классификации название Flexible Alternating CurrentTransmission System (FACTS) или в переводе на русский язык — гибкиеэлектропередачи переменного тока (ГЭП).ГЭП — это система электропередачи переменного тока, оснащеннаягруппой устройств (на базе управляемых силовых вентилей, реакторов иконденсаторов), позволяющих:— плавным (или ступенчатым) изменением величины и фазы (угла сдвига)напряжения в электрических узлах регулировать поток мощности по линиям;— плавным (или ступенчатым) изменением величины эквивалентногореактивного сопротивления линии изменять её пропускную способность;— управляя потоками мощности по линиям, влиять на рынок электрическоймощности и энергии;— оптимизировать распределение потока мощности между ЛЭП разногокласса напряжения, минимизируя потери энергии в сети;— облегчить условия коммутации ЛЭП и снизить послеаварийные инерегулярные колебания в сети;— обеспечить удовлетворительное качество электроэнергии.Основные идеи управляемых электропередач были предложены иразработаны советскими исследователями [3,4 и др.].
Сегодня эти идеи активнореализуются за рубежом на базе современной преобразовательной техники.Термин FACTS появился в середине 80-х гг. прошлого столетия в связи с14разработками европейских и североамериканских специалистов поиспользованию в передающих системах переменного тока современной силовойэлектроники [5].
В США исследования в области гибких систем передачиэлектрической энергии были начаты в 1980-х годах. Центром их проведенияявляется институт EPRI, где главное внимание уделяется технологии иустройствам FACTS на основе последних достижений силовой электроники.Однако, еще с середины 70-х гг.
77 термины «управляемые» и «гибкие»электропередачи 77 использовались в СССР для наименования конструкций линийэлектропередачи (ЛЭП) переменного тока повышенной пропускнойспособности и сниженного экологического влияния:- управляемых самокомпенсирующихся (полуразомкнутых) ЛЭП сосближенными цепями;- с регулируемым фазовым сдвигом между системами напряжений цепей;- с 77 регулируемыми устройствами продольной и поперечнойкомпенсации;- компактных ЛЭП со сближенными фазами;- 77 нетрадиционными конструкцией опор и расположением проводов в фазе;- настроенных на полуволну ЛЭП и др.Глубокие исследования в этой области проводились в 70-90-ые гг. ученыминаучных школ Москвы, Ленинграда, Кишинева, Минска, Новосибирска; имибыл сделан серьезный вклад в теорию управляемых гибких электропередач, 77предложены оригинальные конструктивные решения, 77 начат переход к практикепроектирования и эксплуатации опытных компактных ЛЭП.В 77 настоящее время в свете новых подходов к энергобезопасности,актуальности проблемы безаварийного функционирования национальных ирегиональных электроэнергетических систем (ЭЭС), формирования мировогорынка электроэнергии интерес к практическому внедрению управляемыхгибких ЛЭП в качестве активных элементов ЭЭС резко возрос.
Причем самопонятие FACTS, условия и целесообразность применения в электрических сетяхи энергоисточниках, входящих в эту категорию технологий и устройств, стали15предметом активных дискуссий. Прогресс, достигнутый в разработке мощныхпреобразовательных устройств нового класса на основе запираемых тиристорови биполярных транзисторов, позволяет констатировать появление новыхперспектив 77 применения FACTS в ЭЭС.
Суть этих перспектив — использованиесовременной силовой электроники в ЭЭС для практически безинерционного, врежиме «online» управления параметрами 77 структур генерации, передачи ипотребления приводит к качественно новым свойствам каждой из указанныхструктур в отдельности и 77 ЭЭС в целом.1.1 FACTS в электрических сетяхТрадиционно ЛЭП являлись «пассивными» элементами ЭЭС.
Применяемыев них средства регулирования (устройства продольной и поперечнойкомпенсации, настройки на режим полуволны) имели целью увеличить пределпередаваемой мощности, поддержать напряжение вдоль линии в соответствии сдопустимыми значениями. Благодаря устройствам FACTS электропередачимогут использоваться как активные элементы ЭЭС. ЛЭП приобретают свойствооперативно, практически безинерционно, изменять свои параметры (удельныесопротивления, проводимости, пропускную способность и др.) поопределенным законам, т.е. «гибкие» электропередачи становятся реальноуправляемыми и могут быть использованы для управления ЭЭС в нормальных иаварийных режимах.
Это открывает новые возможности решения проблемустойчивости и управления ЭЭС, повышения надежности электроснабженияпотребителей. Гибкая линия определяется как линия переменного тока,оснащенная устройствами, позволяющими изменять ее параметры ирегулировать передаваемую по ней мощность. Поэтому насыщение ЭЭСустройствами FACTS можно рассматривать в качестве альтернативысооружению новых электропередач [6,7,8].Технологии FACTS,в отличие от традиционных, многофункциональны испособны одновременно решать комплекс задач:- повышать пропускную способность ЛЭП, вплоть до предела по нагреву16проводов;- обеспечивать устойчивую работу энергосистемы при различныхвозмущениях;- распределять мощности в сложной неоднородной электрической сети всоответствии с требованиями диспетчера;- 80 стабилизировать и регулировать напряжение.Принцип действия гибких электропередач основан на регулированииперетоков мощности путём:- изменения реактивного сопротивления линий электропередачи;- стабилизации напряжения в узлах энергосистемы, как в нормальныхустановившихся режимах, так и в послеаварийных режимах, когда величинанапряжения может достигнуть критически низких значений;- изменения угла фазового сдвига между напряжениями в начале и в концелинии;- совместной реализацией этих способов.В ряде зарубежных работ авторы делят устройства 62 FACTS на два поколения,исходя из их полупроводниковой элементной базы и хронологии их примененияв ЭЭС.
Первое поколение 62 устройств основывается на использованиинакопителей энергии электромагнитного поля и обычных тиристоров,способных заменить механические выключатели. К 62 устройствам FACTSпервого поколения (FACTS –1) относят устройства, обеспечивающиерегулирование напряжения (реактивной мощности) и обеспечивающиетребуемую степень компенсации реактивной мощности в электрических сетях( 37 статические тиристорные компенсаторы ( СТК), реактор с тиристорнымуправлением, стационарный последовательный конденсатор с тиристорнымуправлением, и 37 др.).Второе поколение устройств 62 FACTS (FACTS-2) включает источникинапряжения.
Данные устройства выполнены на базе инвертора напряжения сиспользованием полностью управляемых вентилей: запираемых тиристоровGTO или биполярных транзисторов IGBT, способных осуществить коммутацию 6217тока в любой момент времени [9,10,11]. 62FACTS-2 обладают новым качеством регулирования – векторным, когдарегулируется не только величина, но и фаза вектора напряжения электрическойсети. К 37 устройствам этого поколения относят: синхронный статическийкомпенсатор (СТАТКОМ), объединенный регулятор потоков мощности (ОРПМ), 86вставка постоянного тока 37 на базе преобразователя напряжения ( 37 ВПТН),фазоповоротные устройства ( 37 ФПУ), асинхронизированный синхронныйкомпенсатор ( 37 АСК), асинхронизированный синхронный электромеханическийпреобразователь частоты (АС ЭМПЧ) и 37 др.Устройства, которые вошли в технологию ГЭП, способны управлятьвзаимосвязанными параметрами, определяющими функционированиеэлектропередач.
Управление потоками мощности в линиях электропередачисвязано с воздействием на один из этих параметров: комплексноесопротивление линии электропередачи, модуль напряжения и угол фазовогосдвига между напряжениями по концам линии.
62Векторное регулирование – это новое качество управления режимамиработы электроэнергетических систем. Это регулирование не только величинынапряжения, но и фазового угла (величины сопротивления электропередачи),которое в полной мере решает проблемы функционированияэлектроэнергетических систем в отношении устойчивости и достигает своейцели, если оно быстродействующее.1.2 Классификация устройств FACTSПо способу подключения в схему устройства FACTS можно разделить натри группы:а) Устройства регулирования параметров сети (сопротивления сети),подключаемые 66 последовательно в сеть, предназначенные для измененияпропускной способности сети ( 66 увеличения вплоть до ограничения по нагревубез нарушения условий устойчивости), перераспределения потоков мощностипо параллельным линиям при изменении 66 режима работы электрической сети;18б) Устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности инапряжения, подключаемые к сети параллельно, предназначенные дляподдержания уровней напряжения в электрических сетях 110-750 кВ, 66управления перетоками мощности между энергосистемами, повышенияпропускной способности ЛЭП, 66 статической и динамической устойчивостиэнергосистем;в) Устройства продольно-поперечного включения, осуществляющиевекторное регулирование, т.е.
изменяющие не только величину векторанапряжения, но и его фазу в месте подключения.По принципу действия 66 устройства FACTS делятся на статические иэлектромашинные.К 37 статическим относятся:а) Управляемые шунтирующие реакторы (УШР), реализованные попринципу магнитного усилителя (УШРП) или трансформаторного типа (УШРТили реактор-трансформатор) с тиристорным управлением 37 предназначены дляплавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях,протекающих по линиям электропередачи, не превышающих натуральную;б) 37 Реакторы, 37 коммутируемые вакуумными выключателями (ВРГ),применяются для компенсации зарядной мощности линий электропередачи и в 66узлах нагрузки для поддержания напряжения в 37 допустимых пределах вустановившихся режимах, 66 при мощностях менее натуральной;в) Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК),состоящие из одной или нескольких тиристорно- 37 реакторных групп и наборафильтрокомпенсирующих цепей, служат для повышения устойчивости ипределов передаваемой по линиям электропередачи мощности.
37 Регулированиенапряжения (реактивной мощности) 37 обеспечивается при мощностях как менее,так и более натуральной;г) Статические компенсаторы реактивной мощности (СТАТКОМ) на базепреобразователя напряжения, 37 применяются для динамической стабилизациинапряжения, увеличения пропускной способности 37 ЛЭП, уменьшения колебаний19напряжения, повышения устойчивости при электромеханических переходныхпроцессах, улучшения демпфирования энергосистемы;д) Объединенные регуляторы потока мощности на основе преобразователейнапряжения параллельного и последовательного включения, 37 объединенных поцепям постоянного тока (ОРПМ), 37 применяются для комплексногорегулирования активной и реактивной мощности и импеданса линииэлектропередачи;е) 37 Управляемые и неуправляемые устройства продольной компенсации(УУПК, 66 УПК) регулируют сопротивление ЛЭП, увеличивают пропускнуюспособность, обеспечивают 66 перераспределение мощностей по параллельнымлиниям, 66 демпфируют низкочастотные колебания мощностей;ж) Управляемые фазоповоротные устройства (ФПУ) на базефазосдвигающих трансформаторов с тиристорным управлением или РПН 37применяются для оптимизации потоков мощности по параллельным ЛЭП иповышения пропускной способности;з) 37 Вставки постоянного тока на базе преобразователей напряжения (ВПТН) 37применяются для несинхронного объединения любых энергосистем, в 37 которыхнеобходимо регулирование реактивной мощности;и) 37 Токоограничивающие устройства (ограничители токов короткогозамыкания) применяются для повышения динамической устойчивости 37 за счетуменьшения эквивалентного индуктивного сопротивления и (или) введенияактивного, 37 уменьшения воздействия токов короткого замыкания накоммутационное оборудование подстанций.К электромашинным относятся:а) Асинхронизированные синхронные компенсаторы (АСК) 37 применяют длядинамической стабилизации напряжения, увеличения пропускной способностиэлектропередачи, 37 уменьшения колебаний напряжения, повышения устойчивостипри электромеханических переходных процессах, улучшения демпфированияэнергосистемы;б) Асинхронизированные синхронные электромеханические20преобразователи частоты (АС ЭМПЧ) 37 применяются для несинхронногообъединения энергосистем, 37 требующих регулирование реактивной мощности, 37особенно эффективны при питании чувствительных к посадкам напряженияпотребителей и 37 потребителей с импульсной нагрузкой;в) 37 Фазовращающие трансформаторы – вращающиеся машины с питаниемстатора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателемна валу (ВФТ) 37 применяются для несинхронного объединения энергосистем, 37имеющих устройства регулирования реактивной мощности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
