66)Линии постоянного тока

Преимущества линий электропередач постоянного тока состоят в следующем:

Предел передаваемой мощности по линии не зависит от ее длины и значительно больше, чем у линий электропередач переменного тока;

Снимается понятие предела по статической устойчивости, характерные для воздушных линий электропередачи переменного тока;

Энергосистемы, связанные воздушные линии электропередачи постоянного тока могут работать несинхронно или с различными частотами;

Требуется лишь два провода вместо трех или даже один, если использовать в качестве второго землю.

На рис. 1. приведена схема передачи постоянного тока, осуществленная по биполярной схеме(«два полюса - земля»).

На этом рисунке UD и UZ, преобразовательные (выпрямительная и инвекторная) подстанции; L - реактор или фильтр для уменьшения влияния высоких гармоник, пульсации напряжения и аварийных токов; rл -сопротивление линии; G, Т - генераторы и трансформаторы.

Основные элементы линии постоянного тока:

*Управляемые высоковольтные выпрямители из которых собирается схема преобразовательной подстанции.

*Управляемые высоковольтные инверторы, из них также собирается схема преобразовательной подстанции.

Схема инверторной подстанции принципиально не отличается от схемы выпрямительной подстанции, так как выпрямители обратимы. Единственное отличие состоит в том, что на инверторной подстанции приходится устанавливать компенсирующие устройства, конденсаторы, либо синхронные компенсаторы для выдачи инверторам реактивной мощности, которая составляет около 50... 60% передаваемой активной мощности.

Средние точки обоих преобразовательных подстанций в биполярной передаче заземлены, а полюсы изолированы.

Напряжение полюса UП равно напряжению между полюсом и землей

При аварии одного полюса или одной полуцепи вторая полуцепь может работать по униполярной схеме.

Рис. 2. Схема передачи постоянного тока в послеаварийном режиме

В униполярной передаче заземлен один из полюсов и имеется один провод, изолированный от земли. Второй провод либо заземлен с двух сторон передачи, либо отсутствует. Такой заземленный второй провод применяется в тех случаях, когда недопустимо применение тока в земле (например, при вводах в крупные города). Как правило, одна цепь униполярной передачи может состоять из одного провода и земли, а биполярная - из двух проводов. Описан опыт длительного пропускания постоянного тока через землю до 1200 А.

Униполярные схемы применяются для передачи небольших мощностей до 100... 200МВт на небольшие расстояния. Большие мощности на большие расстояния целесообразно передавать по биполярным схемам.

Для всех напряжений линии постоянного тока имеют следующие достоинства:

Они не требуют расчета устойчивости.

Напряжение в таких линиях более равномерно, так как в установившемся режиме они не генерируют реактивной мощности.

Конструкции линий постоянного тока проще, чем переменного: меньше число гирлянд изоляторов, меньшая затрата металла.

Направление потока мощности можно изменять (реверсивные линии).

Недостатки:

Необходимость сооружения сложных концевых подстанций с большим числом преобразователей напряжения и вспомогательной аппаратуры.

Известно, что выпрямители и инверторы сильно искажают форму кривой напряжения на стороне переменного тока. Поэтому приходится ставить мощные сглаживающие устройства, что значительно снижает надежность.

Отбор мощности от линии постоянного тока пока затруднителен.

В линиях постоянного тока требуется, чтобы перед включением были примерно одинаковыми полярность и напряжения по обоим концам.