มาตรการปรับปรุงความมั่นคงและการทำงานต่อเนื่องของสายไฟฟ้าในระยะทางไกล

เสถียรภาพของการทำงานแบบขนานของสายไฟมีบทบาทสำคัญที่สุดในการส่งพลังงานไฟฟ้าในระยะทางไกล ตามเงื่อนไขความเสถียร ความสามารถในการส่งของสายจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกำลังสองของแรงดัน ดังนั้น การเพิ่มแรงดันสายส่งจึงเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการเพิ่มภาระในวงจร และลดจำนวนของวงจรขนาน .

ในกรณีที่ไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิคและเศรษฐกิจในการส่งพลังงานขนาดใหญ่มากในระดับ 1 ล้านกิโลวัตต์หรือมากกว่าในระยะทางไกล จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน ขนาดของอุปกรณ์ น้ำหนัก และต้นทุน ตลอดจนความยากลำบากในการผลิตและพัฒนาเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในเรื่องนี้มาตรการได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อเพิ่มความจุของสายส่งซึ่งจะราคาถูกและในเวลาเดียวกันก็มีประสิทธิภาพ

จากมุมมองของความน่าเชื่อถือของการส่งกำลัง สิ่งสำคัญคือความเสถียรแบบคงที่และไดนามิกของการทำงานแบบขนาน... กิจกรรมบางอย่างที่กล่าวถึงด้านล่างนี้เกี่ยวข้องกับความเสถียรทั้งสองประเภท ในขณะที่กิจกรรมอื่น ๆ นั้นมีไว้สำหรับหนึ่งในนั้นเป็นหลัก ซึ่งจะกล่าวถึง ใน - ลง

เร่งความเร็วออก

วิธีที่ยอมรับโดยทั่วไปและถูกที่สุดในการเพิ่มกำลังส่งคือการลดเวลาในการปิดส่วนประกอบที่เสียหาย (สาย ส่วนแยก หม้อแปลง ฯลฯ) ซึ่งประกอบด้วยเวลาดำเนินการ การป้องกันรีเลย์ และเวลาการทำงานของสวิตช์นั่นเอง มาตรการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายกับสายไฟที่มีอยู่ ในแง่ของความเร็ว มีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทั้งในด้านการป้องกันรีเลย์และเบรกเกอร์วงจร

ความเร็วในการหยุดมีความสำคัญต่อเสถียรภาพไดนามิกเท่านั้น และส่วนใหญ่สำหรับสายส่งที่เชื่อมต่อกันในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดบนสายส่งเอง สำหรับการส่งพลังงานแบบบล็อก ซึ่งความผิดพลาดในสายนำไปสู่การปิดของบล็อก ความเสถียรแบบไดนามิกมีความสำคัญในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดในเครือข่ายรับ (รอง) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดูแลการกำจัดข้อผิดพลาดให้เร็วที่สุด ในเครือข่ายนี้

การประยุกต์ใช้เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าความเร็วสูง

ในกรณีของการลัดวงจรในเครือข่ายเนื่องจากการไหลของกระแสขนาดใหญ่จะมีแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างใดอย่างหนึ่งเสมอ แรงดันไฟฟ้าตกยังสามารถเกิดขึ้นได้จากสาเหตุอื่นๆ เช่น เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหรือเมื่อปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่งผลให้มีการกระจายพลังงานระหว่างแต่ละสถานี

แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงทำให้ความเสถียรของการทำงานแบบขนานลดลงอย่างรวดเร็ว เพื่อกำจัดสิ่งนี้จำเป็นต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายส่งไฟฟ้าอย่างรวดเร็วซึ่งทำได้โดยใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าความเร็วสูงที่ส่งผลต่อ การกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเพิ่มความตึงเครียด

กิจกรรมนี้เป็นหนึ่งในกิจกรรมที่ถูกที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุด อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีความเฉื่อย นอกจากนี้ ระบบกระตุ้นของเครื่องจะต้องให้อัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นและขนาด (หลายหลาก) เมื่อเทียบกับปกติ เช่น ที่เรียกว่า เพดาน ".

การปรับปรุงพารามิเตอร์ฮาร์ดแวร์

มูลค่ารวมตามที่กล่าวข้างต้น ความต้านทานการส่งผ่าน รวมถึงความต้านทานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลง จากมุมมองของความเสถียรของการทำงานแบบขนาน สิ่งสำคัญคือรีแอกแตนซ์ (ความต้านทานแบบแอคทีฟดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ส่งผลต่อพลังงานและการสูญเสียพลังงาน)

แรงดันตกคร่อมรีแอกแตนซ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงที่กระแสที่กำหนด (กระแสที่สอดคล้องกับกำลังไฟที่กำหนด) ซึ่งอ้างอิงถึงแรงดันปกติและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (หรือบางส่วนของหน่วย) เป็นหนึ่งในลักษณะสำคัญของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลง

ด้วยเหตุผลทางเทคนิคและเศรษฐกิจ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าได้รับการออกแบบและผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องจักรประเภทนั้นๆ รีแอกแตนซ์สามารถแปรผันได้ภายในขอบเขตที่กำหนด และการลดลงของรีแอกแตนซ์มักจะมาพร้อมกับขนาดและน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงมีค่าใช้จ่ายอย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของราคาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้านั้นค่อนข้างน้อยและสมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ

สายส่งที่มีอยู่บางสายใช้อุปกรณ์ที่มีพารามิเตอร์ที่ปรับปรุงแล้ว ควรสังเกตว่าในทางปฏิบัติ ในบางกรณีมีการใช้อุปกรณ์ที่มีสารตั้งต้นมาตรฐาน (ทั่วไป) แต่มีกำลังสูงกว่าเล็กน้อย โดยคำนวณโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวประกอบกำลังที่ 0.8 ในขณะที่ในความเป็นจริงตามโหมดการส่งกำลัง ควรคาดว่าจะเท่ากับ 0 9 — 0.95

ในกรณีที่กำลังส่งจากสถานีไฟฟ้าพลังน้ำและกังหันสามารถพัฒนาพลังงานที่มากกว่าค่าที่กำหนดได้ 10% และบางครั้งก็มากกว่านั้นด้วยแรงดันที่เกินกว่าค่าที่คำนวณได้ การเพิ่มขึ้นของพลังงานที่ใช้งานโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นไปได้.

เปลี่ยนกระทู้

ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ เส้นขนานเส้นใดเส้นหนึ่งจากสองเส้นที่ทำงานในรูปแบบที่เชื่อมต่อกันและไม่มีการเลือกตรงกลาง เส้นจะขาดลงอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นความต้านทานของสายไฟจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า การส่งกำลังสองเท่าในสายการทำงานที่เหลือเป็นไปได้หากมีความยาวค่อนข้างสั้น

สำหรับสายที่มีความยาวมาก จะมีการใช้มาตรการพิเศษเพื่อชดเชยแรงดันตกในสายและเพื่อให้แรงดันคงที่ที่ปลายด้านรับของการส่งกำลัง เพื่อจุดประสงค์นั้นทรงพลัง ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสซึ่งส่งพลังงานรีแอกทีฟไปยังสายที่ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟบางส่วนที่เกิดจากรีแอกแตนซ์ของสายเองและหม้อแปลง

อย่างไรก็ตาม ตัวชดเชยซิงโครนัสดังกล่าวไม่สามารถรับประกันความเสถียรในการทำงานของการส่งกำลังที่ยาวนานได้สำหรับสายยาว เพื่อหลีกเลี่ยงการลดกำลังส่งในกรณีที่วงจรหนึ่งหยุดทำงานฉุกเฉิน สามารถใช้ขั้วสวิตช์ซึ่งแบ่งสายออกเป็นหลายส่วน

บัสบาร์ถูกจัดเรียงที่เสาสวิตช์ซึ่งเชื่อมต่อกับส่วนต่าง ๆ ของสายโดยใช้สวิตช์ ในกรณีที่มีเสา ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ เฉพาะส่วนที่เสียหายเท่านั้นที่ถูกตัดการเชื่อมต่อ ดังนั้นความต้านทานรวมของสายจึงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เช่น เมื่อมีเสาสลับ 2 ขั้ว จะเพิ่มขึ้นเพียง 30% ไม่ใช่สองเท่า มันจะไม่มีการสลับโพสต์

ในแง่ของความต้านทานรวมของการส่งกำลังทั้งหมด (รวมถึงความต้านทานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลง) ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจะยิ่งน้อยลงไปอีก

การแยกสายไฟ

ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวนำขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของระยะห่างระหว่างตัวนำต่อรัศมีของตัวนำ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ตามกฎแล้วระยะห่างระหว่างสายไฟกับหน้าตัดและรัศมีก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นรีแอกแตนซ์จึงแปรผันภายในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ และในการคำนวณโดยประมาณ มักจะมีค่าเท่ากับ x = 0.4 โอห์ม/กม.

ในกรณีของสายที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 kV ขึ้นไปจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "มงกุฎ". ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศเลวร้าย เพื่อขจัดการสูญเสียโคโรนาที่มากเกินไป จำเป็นต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำที่แน่นอน ที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 220 kV จะได้ตัวนำหนาแน่นที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ซึ่งไม่สามารถพิสูจน์ได้ในเชิงเศรษฐกิจด้วยเหตุนี้จึงมีการเสนอลวดทองแดงกลวงและพบว่ามีประโยชน์บ้าง

จากมุมมองของโคโรนาจะมีประสิทธิภาพมากกว่าที่จะใช้แทนสายกลวง - สายแยก... สายแยกประกอบด้วยสายแยก 2 ถึง 4 เส้นซึ่งอยู่ห่างจากกันในระยะที่กำหนด

เมื่อลวดแยกออก เส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นและเป็นผลให้:

ก) การสูญเสียพลังงานเนื่องจากโคโรนาจะลดลงอย่างมาก

b) ความต้านทานปฏิกิริยาและคลื่นของมันลดลง และดังนั้น พลังธรรมชาติของสายไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้น พลังธรรมชาติของเส้นจะเพิ่มขึ้นโดยประมาณเมื่อแยกเส้นใยสองเส้นออก 25 — 30%, สาม — มากถึง 40%, สี่ — 50%

การชดเชยตามยาว

เมื่อความยาวของสายเพิ่มขึ้น ค่ารีแอกแตนซ์จะเพิ่มขึ้นตาม และเป็นผลให้เสถียรภาพของการทำงานแบบขนานลดลงอย่างมาก การลดรีแอกแตนซ์ของสายส่งที่ยาวจะเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับ การลดดังกล่าวสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดโดยการรวมตัวเก็บประจุแบบคงที่ไว้ในสายการผลิตตามลำดับ

ตัวเก็บประจุดังกล่าวในเอฟเฟกต์นั้นตรงกันข้ามกับการกระทำของการเหนี่ยวนำตัวเองของเส้นและด้วยเหตุนี้พวกมันจึงชดเชยในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง ดังนั้นวิธีนี้จึงมีชื่อทั่วไป การชดเชยตามยาว... ขึ้นอยู่กับจำนวนและขนาดของตัวเก็บประจุแบบคงที่ ความต้านทานอุปนัยสามารถชดเชยสำหรับความยาวของเส้นหนึ่งหรืออีกเส้นหนึ่ง อัตราส่วนของความยาวของเส้นชดเชยต่อความยาวทั้งหมด แสดงเป็นส่วนๆ ของหน่วยหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ เรียกว่า ระดับของการชดเชย

ตัวเก็บประจุแบบคงที่ที่รวมอยู่ในส่วนสายส่งนั้นสัมผัสกับสภาวะผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการลัดวงจรทั้งบนสายส่งเองและภายนอกเช่นในเครือข่ายรับ ที่ร้ายแรงที่สุดคือการลัดวงจรในสายนั่นเอง

เมื่อกระแสฉุกเฉินขนาดใหญ่ผ่านตัวเก็บประจุ แรงดันไฟฟ้าในตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นอย่างมากแม้ว่าจะเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ แต่อาจเป็นอันตรายต่อฉนวนได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ช่องว่างอากาศจะเชื่อมต่อขนานกับตัวเก็บประจุ เมื่อแรงดันคร่อมตัวเก็บประจุเกินค่าที่เลือกไว้ล่วงหน้า ช่องว่างจะถูกตัดและทำให้เกิดเส้นทางขนานเพื่อให้กระแสฉุกเฉินไหล กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและหลังจากเสร็จสิ้นประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุจะถูกคืนค่าอีกครั้ง

เมื่อระดับการชดเชยไม่เกิน 50% การติดตั้งที่เหมาะสมที่สุดคือ ธนาคารตัวเก็บประจุแบบคงที่ อยู่ตรงกลางในขณะที่กำลังของพวกเขาค่อนข้างลดลงและสภาพการทำงานก็ง่ายขึ้น