книги из ГПНТБ / Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ

устанавливаемых на напряжении 35 и НО кВ на промежуточ­ ных подстанциях, ограничена примерно 7 з общей мощности ре­ акторов данной передачи. В шведской практике дальних пере­ дач 400 кВ на высоком напряжении устанавливается примерно половина шунтирующих реакторов. Установка большей части реакторов на высоком напряжении совершенно необходима как мера снижения внутренних перенапряжений.

Влияние места установки поперечных реакторов на отправ­ ном конце передачи 400 кВ на величину потерь энергии пред­ ставлено на рис. 14-10.

В режимах больших нагрузок целесообразно отключать часть реакторов, установленных на промежуточных подстанци­ ях, как с точки зрения обеспечения пропускной способности пе­ редачи, так и с точки зрения повышения ее к. п. д.

Установка поперечных реакторов на конце передачи в даль­ них передачах в СССР не применяется; реактивная мощность, ге­ нерируемая частью линии, прилегающей к приемной энергоси­ стеме, используется в последней, что позволяет уменьшить уста­ новленную мощность синхронных компенсаторов на приемных подстанциях энергосистемы.

14-6 УСТАНОВКИ ПРОДОЛЬНОЙ ЕМКОСТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ, ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ И СХЕМЫ

Продольная емкостная компенсация является одним из наи­ более эффективных мероприятий по повышению пропускной спо­ собности дальней передачи. Применение продольной емкостной компенсации уменьшает электрическую длину линии и повы­ шает статическую и динамическую устойчивость.

Степень продольной компенсации (отношение емкостного сопротивления установки конденсаторов к индуктивному сопро­ тивлению линии) равна:

Размещение установок продольной компенсации при неиз­ менной величине суммарной степени компенсации не влияет на

Т а б л и ц а 14-3

ная

376

377

Рис. 14-13. Угловые характеристики линий длиной 1 000 км.

линии характер распределения напряжения вдоль линии изме­ няется, образуя скачки в местах установок батарей и провалы на участках между батареями (рис. 14-11). Размещение батарей не в середине, а в смещенных относительно середины промежу­ точных точках передачи позволяет поднять средний уровень на­ пряжения передачи. В шведской практике, например, предпочи­ тают мощность батареи продольной компенсации при kK до 60% распределять между двумя установками, расположенными на расстоянии Уз и % длины линии. При £к=30% одна установка помещается на расстоянии Ѵ3 длины линии от приемного или от­ правного конца (рис. 14-12).

При передаче мощности, равной натуральной или близкой к ней, величина среднего напряжения на передаче может быть повышена, поскольку снижается величина передаваемой реак­ тивной мощности. Изменения электрических характеристик ли­ нии электропередачи длиной 1 000 км при изменении kK от 0 до 75% приведено на рис. 14-13, из которого видно большое влия­ ние продольной компенсации на пропускную способность и дру­ гие электрические характеристики линии.

Совместное применение установок продольной емкостной компенсации и шунтирующих реакторов улучшает электричес­ кие характеристики линии, в частности распределение напряже­ ния вдоль линии и ее к. п. д. При проектировании дальней элек­ тропередачи необходимо определять технико-экономические ха­ рактеристики различных вариантов продольной и поперечной компенсации, определяя наиболее выгодную степень компенса­ ции для заданной пропускной способности. Пример влияния мощности компенсирующих устройств на к. п. д. передачи дан на рис. 14-14. Изменение степени продольной компенсации и ее размещения вдоль передачи сравнительно мало влияет на к. п. д. передачи; резче сказыватся влияние мощности и размещения

378

1

а )

<0

в)

г)

Рис. 14-14. Влияние мощности компенсирующих устройств на к. п. д. передачи.

а — схема; б — А=0; в — ft=25%; г — А=50%.

379

шунтирующих реакторов. Уменьшение к. п. д. в режиме боль­ ших нагрузок при увеличении мощности реакторов подтвержда­ ет высказанное выше положение о необходимости отключения части реакторов с повышением нагрузки передачи.

Если при проектировании одноцепной передачи уже необхо­ димо выполнение нескольких сопоставительных вариантов по мощности и расстановке компенсирующих устройств, то при разработке проектов двухцепных дальних передач задача вы­ бора наилучшего варианта еще более усложняется.

При связанной двухцепной передаче, имеющей несколько пе­ реключательных пунктов, возможны различные варианты раз­ мещения продольной компенсации: на переключательных пунк­ тах, всех или на каком-либо одном, на линиях вблизи переклю­

Москва были раздельно проанализированы возможные вариан­ ты схем установок продольной емкостной компенсации и их раз­ мещения на передаче.

При размещении конденсаторов на переключательном пунк­ те или на промежуточной подстанции при аварийном отключе­ нии участка линии ток в конденсаторах почти не изменяется, в то время как при размещении УПК на линиях при отключе­ нии одного из ее участков ток в УПК на параллельном участке почти удваивается и необходимо величину установленной мощ­ ности конденсаторов, которая пропорциональна квадрату тока, увеличить в 4 раза. Поэтому размещение УПК на линиях не позволяет в нормальных режимах использовать полностью про­ пускную способность конденсаторов. Если в послеаварийном ре­ жиме допускать двойную перегрузку конденсаторов на период времени (несколько часов), достаточный для уменьшения дис­ петчером мощности линии и снижения перегрузки конденсате-

-л ь - - H I — — II—

НН — II— 1— II—

—, h H I — l b H I—

— I I - H I — l b H I--------

Рис. 14-15. Схемы включелия установок продольной компенсации на двухцспных электро­ передачах.

380

ров на одиночном участке, то величина установленной мощности УПК может быть несколько уменьшена, но все же она будет в 2,5—3 раза превышать установленную мощность конденсато­ ров, необходимую по условиям нормального режима.

Включение конденсаторов на линии имеет, однако, преиму­ щество, заключающееся в том, что отключение поврежденного участка линии вместе с врезанной в него УПК автоматически увеличивает степень продольной компенсации и поэтому улуч­ шаются условия устойчивости для послеаварийного режима, че­ го не происходит, если УПК включена в рассечку шин комму­ тационного узла (переключательного пункта или промежуточ­ ной подстанции). С целью ликвидации этого недостатка установки подразделяются на параллельные мосты, число которых авто­ матически изменяется в послеаварийных режимах, увеличивая в необходимых размерах степень компенсации и соответствен­ но пропускную способность передачи.

Размещение продольной компенсации на линиях усложняет релейную защиту электропередачи и увеличивает количество пунктов строительства и эксплуатации, необходимых для созда­ ния дальней электропередачи. С другой стороны, размещение УПК на промежуточных подстанциях или переключательных пунктах увеличивает площадь ОРУ последних и количество по­ требной коммутационной аппаратуры. Поэтому следует еще раз подчеркнуть необходимость при выполнении проектных заданий двухцепных передач производить тщательные технико-экономи­

и осуществлена схема с размещением одной установки продоль­ ной емкостной компенсации на среднем переключательном пунк­ те. Установка продольной компенсации подразделена на три параллельных моста. В проекте электропередачи 400 кВ Волго­ град— Москва предусмотрена установка продольной компенса­ ции на двух промежуточных подстанциях — первой и третьей; каждая установка подразделяется на два параллельных моста.

Переход на 500 кВ позволил для этой передачи при пропуск­ ной способности 1 500 МВт отказаться от применения продоль­ ной компенсации, но на Ново-Николаевской и Рязанской под­ станциях предусмотрено место для установки батарей конден­ саторов в случае необходимости повышения пропускной спо­ собности передачи до 2 000 МВт. Для двухцепной передачи 500 кВ Братская ГЭС — Иркутск, пропускная способность кото­ рой должна быть повышена до 1800—2 000 МВт, необходима установка продольной емкостной компенсации. При разработке ее проекта вновь сопоставлялись варианты размещения бата­ рей конденсаторов на линии между Тулуном и Иркутском или на специально создаваемом переключательном пункте. Степень компенсации для этой передачи 35%.

381

Т а б л и ц а 14-4

Втабл. 14-4 приведены результаты разработки двух вариан­ тов исполнения УПК для передачи Братск — Иркутск.

Для электропередачи Братск — Иркутск была принята уста­ новка батарей продольной компенсации на специальном пере­ ключательном пункте на основании меньших капитальных за­ трат и меньшей потребности в конденсаторах.

Вустановках продольной компенсации в СССР предусматри­ ваются следующие виды защит.

а) Защита от выделения чрезмерной энергии в конденсато­ ре при пробое изоляции между обкладками или баковой изоля­ ции осуществляется путем устройства поперечных связей через каждые два последовательных ряда конденсаторов в фазе и ус­ тановки конденсаторов группами на взаимно изолированных платформах. Для конденсатора типа КПМ предельное значе­ ние энергии разряда равно 8 000 Вт-с.

б) Защита конденсаторов от устойчивой дуги рабочего тока при пробое между обкладками осуществляется секционными токоограничивающими предохранителями, при пробое баковой

изоляции — секционными токоограничивающими предохраните­ лями и предохранителями для контроля изоляции с сигнализа­ торами срабатывания.

в) Защита конденсаторов от сквозных токов к. з. на линии осуществляется шунтирующим разрядником. Напряжение сра­ батывания разрядника определяется максимально допустимым напряжением на конденсаторах по условиям ионизации и требо­ ванием, чтобы разрядник не сработал в послеаварийном режи­ ме при форсированной установке продольной компенсации во время качаний в системе. Разброс пробивного напряжения раз­ рядника не превышает ±5% установленной величины напряже­ ния срабатывания, что достигается за счет действия в разряд­ нике поджигающего устройства.

г) Защита конденсаторов от токов к. з. внутри установки осуществляется групповыми разрядниками.

382

I

10

70- 4^y7iW!^XWTi¥№

U

383

д) Защита конденсаторов от разрядных токов в момент про­ боя шунтирующего разрядника или замыкания выключателя, шунтирующего установку, осуществляется успокаивающим уст­ ройством, состоящим из параллельно включенных активного со­ противления и индуктивности (рис. 14-16).

Опыт эксплуатации УПК на линии электропередачи 400 кВ Волжская ГЭС имени В. И. Ленина— Москва за 1958—1961 гг. дан в табл. 14-5.

Общее количество конденсаторов, работающих в батарее, равно 9 720. Из общего числа повреждений конденсаторов 77% были вызваны нарушением герметичности, обусловленным в ос­ новном неудачной конструкцией армирования выводов, которая изменена в современных конденсаторах. Внутренние и механи­ ческие повреждения дают одно повреждение на 1000 конденса- торо-лет. В целом опыт эксплуатации УПК на линии Куйбы­ шев— Москва может быть охарактеризован как положительный. Фактически она не имела ни одной аварии, которая сказалась бы на режиме работы передачи. За 15 лет процент отбраковки составил 0,44% в год.

Конструктивное выполнение установки продольной компен­ сации, которая должна быть изолирована относительно земли на фазное напряжение электропередачи, возможно в двух вари­ антах— подвесном и опорном. В практике сооружения УПК как в СССР, так и за рубежом используются оба варианта. Для пе­ редачи 400 кВ Куйбышев — Москва были разработаны проекты УПК в обоих выполнениях; по стоимости они оказались близ­ кими, однако подвесное выполнение потребовало больше метал­ ла для строительных конструкций, меньше железобетона для фундаментов и, самое главное, было проще в эксплуатации, так как позволяло использовать для изоляции мостиков с конденса­ торами хорошо проверенные в эксплуатации обычные подвесные линейные гирлянды изоляторов, а для опорной конструкции не­ обходима была разработка специального опорного фарфора, способного выдержать большие сжимающие и изгибающие уси­ лия и требующего высокой точности выполнения строительных работ.

384

В результате для УПК на линии Куйбышев — Москва, а за­ тем и для линии Братск — Иркутск было выбрано подвесное ис­ полнение.

На линии Куйбышев — Москва на средней промежуточной подстанции все конденсаторы размещены на 135 платформах, изолированных относительно земли. Платформы выполнены из профильной стали, подвешиваются на четырех гирляндах изо­ ляторов каждая к ригелям четырехпролетных стальных порта­ лов. Количество подвесных платформ для УПК на линии Братск — Иркутск равно 144. Выключатели, шунтирующие ба­ тареи конденсаторов, главные шунтирующие разрядники и ус­ покаивающие устройства изолируются от земли на фазное на­ пряжение электропередачи. Помимо перечисленных передач возможность установки продольной емкостной компенсации с целью увеличения пропускной способности предусмотрена так­ же для линии 500 кВ Волжская ГЭС имени В. И. Ленина — Урал. На этой одноцепной линии УПК будут врезаны в линии примерно по середине участков между промежуточными под­ станциями Бугульма — Уфа и Уфа — Златоуст.