Пропускная способность линии электропередачи и методы ее увеличения
Пропускная способность электрической сети. Обеспечение нормального уровня напряжения высоковольтных линий электропередачи. Виды компенсации реактивной мощности. Применение вольтодобавочного трансформатора для повышения пропускной способности сети.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.05.2018 |
Размер файла | 265,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
Пропускная способность линии электропередачи и методы ее увеличения
Кудрявцев С.И.,
Сарасом В.В.,
Михайлова М.Ю.
Аннотация
Изучение пропускной способности линий электропередач 10 кВ и методов ее увеличения при помощи современного оборудования и технологий, а так же возможностей применения данного оборудования на практике.
Ключевые слова: линия электропередач, пропускная способность, компенсация реактивной мощности, вольтодобавочный трансформатор, компенсирующие установки.
Abstract
The study of the transmission lines of 10 kV and methods of its increase with the help of modern equipment and technologies, as well as opportunities for application of this equipment in practice.
Keywords: power line, capacity, reactive power compensation, voltage transformer, compensating installation.
В связи с существенным увеличением стоимости строительства новых высоковольтных линий электропередачи возрастает роль повышения пропускной способности существующих и вновь сооружаемых ВЛ. Становится экономически выгодным увеличивать передаваемую по линии мощность вплоть до ограничения по нагреву за счет применения различных устройств. Это в свою очередь вызывает большой интерес к такому понятию как «пропускная способность линии» и к методам, при помощи которых можно было бы ее увеличить.
Пропускная способность электрической сети - технологически максимально допустимое значение мощности, которая может быть передана с учетом условий эксплуатации и параметров надежности функционирования электроэнергетических систем. Пропускная способность зависит от напряжения в начале и в конце линии, от её длины и от волновых характеристик (волнового сопротивления и коэффициента изменения фазы). [1].
Падение напряжения в ЛЭП зависит от электрических нагрузок на линии, сечения провода и длины фидера.
По всей длине ВЛ существуют способы для обеспечения нормального уровня напряжения:
- реконструкция ВЛ с увеличением сечения провода и сохранением номинального напряжения .
- Повышение номинального напряжения.
- Установка конденсаторных батарей у потребителя для снижения перетоков реактивной мощности.
- Установка линейных вольтодобавочных трансформаторов для автоматического поддержания нормального уровня напряжения в сети.
Для повышения номинального напряжения в линии необходима замена трансформаторов на питающей подстанции, а так же трансформаторов на подстанциях потребителей, что является весьма невыгодным с экономической стороны.
Вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) -- электрический трансформатор с переменным коэффициентом трансформации, который своей вторичной обмоткой последовательно включается в цепь вторичной обмотки основного трансформатора. [1].
Вольтодобавочный трансформатор обеспечивает регулирование уровня напряжения в пределах ±15% и не требует таких больших экономических затрат, по сравнению, например, с реконструкцией ВЛ.
Применяется для регулировки напряжений в отдельных линиях или в группе линий. Установка такого трансформатора позволяет: выравнивать напряжение в электросети; устранять несимметрию напряжения на определенном участке цепи; снизить опасные последствия отгорания нулевого проводника и т.п.
Рис.1 - Принципиальная электрическая схема ВДТ
Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть. По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает значительную величину в себестоимости продукции.
Как правило, основные потребители электроэнергии имеют индуктивный характер нагрузки, то есть являются источниками индуктивной реактивной мощности. Индуктивной реактивной нагрузке, создаваемой электрическими потребителями, можно противодействовать с помощью ёмкостной нагрузки, подключая точно рассчитанный конденсатор. Это позволяет снизить реактивную мощность, потребляемую от сети и называется корректировкой коэффициента мощности или компенсацией реактивной мощности. [2].
Основным преимуществом компенсации реактивной мощности при помощи конденсаторных установок можно отнести следующее: отсутствие вращающихся частей, малые удельные потери активной мощности, простой монтаж и эксплуатация, отсутствие шумов и вибраций во время работы, относительно невысокие капиталовложения.
В зависимости от подключения конденсаторной установки возможны следующие виды компенсации:
1. Индивидуальная или постоянная компенсация, при которой индуктивная реактивная мощность компенсируется непосредственно в месте её возникновения, что ведет к разгрузке подводящих проводов.
2. Групповая компенсация, в которой аналогично индивидуальной компенсации для нескольких одновременно работающих индуктивных потребителей подключается общий постоянный конденсатор. При этом разгружается подводящая линия.
3. Централизованная компенсация, при которой определенное число конденсаторов подключается к главному или групповому распределительному шкафу. Такую компенсацию применяют, обычно, в больших электрических системах с переменной нагрузкой. [3].
Рис.2 - Классификация компенсации реактивной мощности по способу подключения компенсирующих устройств
Установка компенсации реактивной мощности состоит из определенного числа конденсаторных ветвей, которые в своём построении и ступенях подбираются исходя из особенностей каждой конкретной электросети и её потребителей реактивной мощности.
На сегодняшний день имеются также инновационные технологии для увеличения пропускной способности линий. Благодаря развитию электроники получили устройства, способные воздействовать сразу на несколько параметров ЛЭП: напряжение в начале и в конце линии, индуктивное сопротивление линии, а также на угол сдвига фаз между векторами начального и конечного напряжения линии.
Эти технологии получили название FACTS (гибкие передающие системы переменного тока). [4].
Одно из таких устройств - преобразователь напряжения. Схема одномостового преобразователя напряжения показана на рис. 3.
Рис. 3 - Схема одномостового преобразователя напряжения
Преобразователь напряжения можно представить в виде статического аналога синхронной машины, в которой регулируемое напряжение Ud источника постоянного тока - эквивалент напряжения (тока) ротора, полупроводниковый коммутатор - эквивалент статора, а угол управления - регулятор энергоносителя (вода, пар, газ) турбины или нагрузки насоса. При этом статическая синхронная машина охватывает все четыре квадрата режимов работы: генератор, двигатель с генерацией и потреблением РМ, что соответствует режимам преобразователя: инвертор, выпрямитель с генерацией и потреблением РМ.
В настоящее время решается вопрос о реализации международных проектов по объединению энергосистем нескольких стран, что позволит наиболее экономично реализовывать избытки электроэнергии каждого участника объединения, а также осуществлять взаимную помощь при внештатных ситуациях, например, в послеаварийных режимах работы отдельных энергосистем.
В частности, обсуждаются вопросы создания передающей системы Восток-Запад в Европе и энергетических колец стран Черноморского региона (Черноморское кольцо), Балтийского региона (Балтийское кольцо) и др. В качестве варианта объединения предлагаются многоподстанционные системы постоянного тока (МСПТ).[4] Проблему создания МСПТН можно существенно упростить, если вместо выпрямительных устройств использовать преобразователя напряжения. Как показано выше, ПН по своей физической сути является источником ЭДС переменного тока и легко вписывается в общую структуру построения энергосистем переменного тока, в которых в качестве ЭДС используются синхронные генераторы. Другими словами, речь идет о создании сети постоянно-переменного тока (рис. 4).
Рис. 4 - Сеть постоянно-переменного тока
пропускной мощность вольтодобавочный трансформатор
Литература
1. Увеличение пропускной способности линии 6-10 кВ. Перинский Т. В. - Новосибирск, 2008 г.
2. Компенсация реактивной мощности. Овсейчук. В., Трофимо. Г., Кац. А.
3. Электронный ресурс: http://www.nucon.ru/reactive-power/reactive-power-and-types-of-compensation.php
4. Электронный ресурс: http://news.elteh.ru/arh/2007/46/07.php
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчёт коэффициента полезного действия, максимальной, наибольшей и натуральной мощности, коэффициентов компенсации и увеличения пропускной способности линии, распределение напряжения, тока. Вычисление параметров элементов компенсирующего четырёхполюсника.
курсовая работа [326,4 K], добавлен 04.05.2014Расчет воздушной линии электропередачи, обеспечение условия прочности провода. Внешние нагрузки на провод. Понятие о критическом пролете, подвеска провода. Опоры воздушных линий электропередачи. Фермы как опоры для высоковольтных линий электропередачи.
дипломная работа [481,8 K], добавлен 27.07.2010Расчет мощности наиболее загруженной обмотки трансформатора. Определение напряжения, приведенных нагрузок подстанций, выбор проводников линии электропередачи. Уточнение распределения мощностей в сети для расчетных режимов с учетом потерь мощности.
курсовая работа [830,5 K], добавлен 04.04.2015Выбор напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов на подстанции, сечения проводов воздушной линии электропередачи. Схема замещения участка электрической сети и ее параметры. Расчеты установившихся режимов и потерь электроэнергии в линии.
курсовая работа [688,8 K], добавлен 14.07.2013Технические данные элементов электрической сети, расчетная схема сети. Составление электрической схемы замещения для прямой последовательности. Расчет сопротивления параллельно работающих трансформаторов. Сопротивление воздушных линий электропередачи.
контрольная работа [467,8 K], добавлен 18.04.2014Выбор номинального напряжения сети, мощности компенсирующих устройств, сечений проводов воздушных линий электропередачи, числа и мощности трансформаторов. Расчет схемы замещения электрической сети, режима максимальных, минимальных и аварийных нагрузок.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 25.01.2015Проектирование электрической сети, напряжением 35–110 кВ, предназначенной для электроснабжения промышленного района содержащего 6 предприятий или населенных пунктов. Воздушные линии электропередачи на железобетонных опорах. Выбор напряжения сети.
курсовая работа [442,8 K], добавлен 12.01.2013Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных из них. Расчет потокораспределения, номинальных напряжений, мощности в сети. Подбор компенсирующих устройств, трансформаторов и сечений проводов воздушных линий электропередачи.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.11.2013Характер распределения напряжения при различной нагрузке линии. Электрические параметры воздушных линий. Компенсация реактивной мощности. Назначение статических тиристорных компенсаторов и выполняемые функции. Линии электропередачи схемы выдачи мощности.
реферат [463,8 K], добавлен 26.02.2015Проектирование электропередачи от строящейся ГЭС в энергосистему с промежуточной подстанцией, анализ основных режимов ее работы. Механический расчет провода и троса линии электропередачи 500 кВ, технико-экономические показатели электрической сети.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 05.04.2010Построение вариантов схемы электрической сети. Предварительный расчет потоков мощности. Выбор номинальных напряжений для кольцевой сети. Определение сопротивлений и проводимостей линий электропередачи. Проверка сечений по техническим ограничениям.
курсовая работа [515,7 K], добавлен 29.03.2015Протяженность линий электропередачи. Установленная мощность трансформаторных подстанций. Энергетические показатели сети. Суммарный максимум активной нагрузки потребителей. Годовой полезный отпуск электроэнергии. Потери мощности в электрической сети.
дипломная работа [265,0 K], добавлен 24.07.2012Составление схемы замещения линий электропередачи и всего участка электрической сети. Расчет перетоков мощности в линиях. Составление баланса мощностей в схеме. Регулирование напряжения на стороне 10,5 кВ подстанции. Распределение напряжений в схеме.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.02.2013Знакомство с основами разработки системы электропередачи. Правила выбора номинального напряжения и экономически обоснованных количества линий, сечений проводов и конструкций фаз. Электрические расчёты характерных режимов и технических показателей.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 17.02.2014Выбор схемы соединения линий электрической сети. Определение сечений проводов линий электропередачи. Расчёт максимального режима сети. Выявление перегруженных элементов сети. Регулирование напряжения на подстанциях. Выбор трансформаторов на подстанциях.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 14.03.2009Задача на определение активного и индуктивного сопротивления, ёмкостной проводимости фазы и реактивной мощности. Параметры схемы замещения трёхфазного трёхобмоточного трансформатора. Потери в линии электропередачи, реактивной мощности в трансформаторах.
контрольная работа [789,0 K], добавлен 27.02.2013Выбор мощности силовых трансформаторов. Расчет сечения линий электропередач, их параметры. Потери мощности и электроэнергии в силовых трансформаторах и линиях электропередач. Проверка выбранного сечения линий электропередачи по потере напряжения.
курсовая работа [741,1 K], добавлен 19.12.2012Анализ различных вариантов развития сети. Выбор номинального напряжения сети, определение сечения линий электропередачи, выбор трансформаторов на понижающих подстанциях. Расчет установившихся режимов сети для двух наиболее экономичных вариантов развития.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.08.2014Расчет электрических параметров сети, потоков мощности по участкам и напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Выбор числа цепей и сечения проводов, количества и мощности трансформаторов на подстанции. Составление схемы замещения электропередачи.
лабораторная работа [459,6 K], добавлен 30.09.2015Сопоставление сопротивлений и проводимостей линии электропередачи, расчет ее волновых и критериальных параметров. Определение типов проводов. Работа системы электропередачи в режиме максимальных и минимальных нагрузок, повышение ее пропускной способности.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.03.2012