장거리 전력선의 안정성 및 연속 운영 개선 방안

전력선의 병렬운전 안정성은 장거리 전기에너지 전송에 있어 가장 중요한 역할을 한다. 안정성 조건에 따라 선로의 전송 용량은 전압의 제곱에 비례하여 증가하므로 전송 전압을 높이는 것이 회로의 부하를 증가시켜 병렬 회로 수를 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. .

장거리에 걸쳐 100만 kW 이상의 매우 큰 전력을 전송하는 것이 기술적으로나 경제적으로 비현실적인 경우에는 전압을 크게 높여야 합니다. 그러나 동시에 장비의 크기, 무게 및 비용은 물론 생산 및 개발의 어려움이 크게 증가합니다. 이와 관련하여 최근 몇 년 동안 저렴하고 동시에 매우 효과적인 송전선로의 용량을 늘리기 위한 조치가 개발되었습니다.

전력 전송 신뢰성의 관점에서 병렬 작동의 정적 및 동적 안정성이 얼마나 중요한지... 아래에서 논의되는 활동 중 일부는 두 가지 유형의 안정성과 관련이 있는 반면, 다른 활동은 주로 두 가지 유형 중 하나에 대한 것입니다. 인-다운.

스피드 오프 속도

전송 전력을 증가시키는 일반적으로 허용되고 가장 저렴한 방법은 작동 시간으로 구성되는 손상된 요소(라인, 해당 별도 섹션, 변압기 등)를 끄는 시간을 줄이는 것입니다. 릴레이 보호 스위치 자체의 작동 시간. 이 조치는 기존 전력선에 널리 적용됩니다. 속도 면에서 최근 몇 년 동안 릴레이 보호 및 회로 차단기 모두에서 많은 발전이 이루어졌습니다.

정지 속도는 동적 안정성을 위해서만 중요하며 주로 전송선 자체에 결함이 있는 경우 상호 연결된 전송선을 위해서만 중요합니다. 회선의 장애로 인해 블록이 차단되는 에너지 블록 전송의 경우 수신(2차) 네트워크에 장애가 발생한 경우 동적 안정성이 중요하므로 장애를 가장 빠르게 제거하는 데 주의해야 합니다. 이 네트워크에서.

고속 전압 조정기의 적용

네트워크 단락의 경우 큰 전류의 흐름으로 인해 항상 하나 또는 다른 전압 감소가 있습니다. 예를 들어 부하가 급격히 증가하거나 발전기 전원이 꺼져 개별 스테이션 간에 전력이 재분배되는 경우와 같은 다른 이유로 전압 강하가 발생할 수도 있습니다.

전압이 감소하면 병렬 작동의 안정성이 급격히 저하됩니다.... 이를 제거하려면 송전 끝단의 전압이 급격히 증가해야하며 이는 영향을 미치는 고속 전압 조정기를 사용하여 달성됩니다. 발전기의 흥분과 장력을 높입니다.

이 활동은 가장 저렴하고 효과적인 활동 중 하나입니다. 그러나 전압 조정기에는 관성이 있어야 하며 또한 기계의 여자 시스템은 정상에 비해 필요한 전압 상승률과 크기(다중성)를 제공해야 합니다. 소위 천장 ".

하드웨어 매개변수 개선

위에서 언급한 바와 같이 총 금액은 전송 저항 발전기 및 변압기의 저항을 포함합니다. 병렬 운전의 안정성 측면에서 중요한 것은 리액턴스(위에서 언급한 활성 저항이 전력 및 에너지 손실에 영향을 미침)입니다.

정격 전류(정격 전력에 해당하는 전류)에서 발전기 또는 변압기의 리액턴스 양단의 전압 강하는 정상 전압이라고 하며 백분율(또는 장치의 일부)로 표시되며 중요한 특성 중 하나입니다. 발전기 또는 변압기.

기술 및 경제적인 이유로 발전기와 변압기는 주어진 유형의 기계에 최적인 특정 응답을 위해 설계 및 제조됩니다. 리액턴스는 특정 한도 내에서 달라질 수 있으며 일반적으로 리액턴스의 감소는 크기와 무게의 증가를 동반하므로 비용이 증가합니다.그러나 발전기 및 변압기 가격의 상승은 상대적으로 적고 경제적으로 완전히 정당화됩니다.

기존 송전선 중 일부는 매개변수가 개선된 장비를 사용합니다. 실제로 어떤 경우에는 표준(일반적인) 반응물이 있는 장비가 사용되지만 특히 0.8의 역률에 대해 계산된 약간 더 높은 전력을 가진 장비가 사용되지만 실제로는 전력 전송 모드에 따라 달라집니다. , 0.9 — 0.95와 같을 것으로 예상해야 합니다.

전력이 수력 발전소에서 전송되고 터빈이 공칭 전력보다 10% 더 큰 전력을 개발할 수 있는 경우, 때로는 그 이상으로 계산된 압력을 초과하는 경우 발전기에 의해 제공되는 유효 전력이 증가합니다. 가능합니다.

게시물 변경

사고가 발생하면 연결된 방식으로 작동하고 중간 선택없이 두 개의 병렬 라인 중 하나가 완전히 끊어져 전원 라인의 저항이 두 배가됩니다. 상대적으로 길이가 짧으면 나머지 작업 라인에서 2배의 전력 전달이 가능합니다.

상당히 긴 라인의 경우 라인의 전압 강하를 보상하고 전력 전송의 수신단에서 일정하게 유지하기 위해 특별한 조치가 취해집니다. 이를 위해 강력한 동기 보상기라인 자체와 변압기의 리액턴스로 인해 발생하는 지연 무효 전력을 부분적으로 보상하는 라인에 무효 전력을 보냅니다.

그러나 이러한 동기식 보상기는 긴 전력 전송의 동작 안정성을 보장할 수 없습니다.긴 회선에서는 한 회로의 비상 정지 시 전송 전력이 감소하는 것을 방지하기 위해 회선을 여러 섹션으로 나누는 스위칭 극을 사용할 수 있습니다.

모선은 스위치를 사용하여 라인의 개별 섹션이 연결되는 스위칭 포스트에 배치됩니다. 폴이 있는 경우 사고 발생 시 손상된 부분만 분리되므로 라인의 총 저항이 약간 증가합니다. 예를 들어 2개의 스위칭 폴을 사용하면 두 배가 아닌 30%만 증가합니다. 스위칭 포스트가 부족할 때와 마찬가지입니다.

전체 동력 전달의 총 저항(발전기 및 변압기의 저항 포함) 측면에서 저항의 증가는 훨씬 적습니다.

전선 분리

도체의 리액턴스는 도체 반경에 대한 도체 사이의 거리의 비율에 따라 달라집니다. 일반적으로 전압이 증가함에 따라 와이어와 단면 사이의 거리, 따라서 반경도 증가합니다. 따라서 리액턴스는 비교적 좁은 범위 내에서 변하며 대략적인 계산에서는 일반적으로 x = 0.4ohms / km와 같습니다.

전압이 220kV 이상인 라인의 경우 소위 현상이 관찰됩니다. "왕관". 이 현상은 에너지 손실과 관련이 있으며, 특히 악천후에서 심각합니다.과도한 코로나 손실을 제거하기 위해 일정 직경의 도체가 필요합니다. 220kV 이상의 전압에서는 경제적으로 타당하지 않을 정도로 단면적이 큰 고밀도 도체가 얻어집니다.이러한 이유로 속이 빈 구리 와이어가 제안되었으며 일부 용도가 발견되었습니다.

코로나의 관점에서 중공 분할 와이어 대신 사용하는 것이 더 효율적입니다. 분할 와이어는 서로 일정 거리에 위치한 2 ~ 4 개의 개별 와이어로 구성됩니다.

와이어가 갈라지면 직경이 증가하고 그 결과:

a) 코로나로 인한 에너지 손실이 현저히 감소하고,

b) 무효 및 파동 저항이 감소하고 그에 따라 전력선의 자연 전력이 증가합니다. 라인의 자연적인 힘은 대략 두 가닥을 쪼갤 때 25 — 30%, 세 — 최대 40%, 네 — 50% 증가합니다.

세로 보상

선로의 길이가 길어질수록 그에 따라 리액턴스가 증가하고 결과적으로 병렬 운전의 안정성이 크게 떨어집니다. 긴 전송선의 리액턴스를 줄이면 전송 용량이 증가합니다. 이러한 감소는 라인에 정적 커패시터를 순차적으로 포함함으로써 가장 효과적으로 달성될 수 있습니다.

이러한 커패시터는 라인의 자체 인덕턴스 동작과 반대이므로 어느 정도 보상합니다. 따라서 이 방법은 세로 방향 보상이라는 일반적인 이름이 있습니다. 정적 커패시터의 수와 크기에 따라 하나 또는 다른 라인 길이에 대해 유도 저항을 보상할 수 있습니다. 단위의 일부 또는 백분율로 표현되는 전체 길이에 대한 보정된 선의 길이의 비율을 보정 정도라고 합니다.

전송선 섹션에 포함된 정적 커패시터는 전송선 자체와 전송선 외부(예: 수신 네트워크) 모두에서 단락 중에 발생할 수 있는 비정상적인 조건에 노출됩니다. 가장 심각한 것은 회선 자체의 단락입니다.

큰 비상 전류가 커패시터를 통과하면 짧은 시간이지만 커패시터의 전압이 크게 증가하지만 절연에 위험할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 에어 갭이 커패시터와 병렬로 연결됩니다. 커패시터 양단의 전압이 미리 선택된 특정 값을 초과하면 간격이 끊어지고 비상 전류가 흐르는 병렬 경로가 생성됩니다. 전체 프로세스는 매우 빠르게 진행되며 완료 후 커패시터의 효율성이 다시 복원됩니다.

보상 정도가 50%를 초과하지 않을 때 가장 적합한 설치는 정적 커패시터 뱅크 라인 중간에 전력이 다소 감소하고 작업 조건이 더 쉬워집니다.