Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Герих Валентин Платонович

Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи
<
Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Герих Валентин Платонович. Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи : ил РГБ ОД 61:85-5/2630

Содержание к диссертации

Введение

1. Проблема перщчи энергии переменным током

1.1. Состояние проблемы и пути ее решения 10

1.2. Характеристики управляемых самокомпенсирующихся высоковольтных линий электропередачи

1.2.1. Общее определение УСВЛ 20

1.2.2. Схемы электрических соединений УСВЛ 22

1.2.3. Основные уравнения УСВЛ 25

1.2.4. Параметры УСВЛ 30

Вывод по разделу I 34

2. Моделирование линий электропередач 35

2.1. Метод физического моделирования в электроэнергетике 35

2.2. Обзор действующих электродинамических моделей 38

2.3. Моделирование линий электропередач 2.3.1. Общие положения 41

2.3.2. Моделирование одноцепных ЛЭП 43

2.3.3. Моделирование двухцепных ЛЭП 45

2.3.4. Конструктивные элементы физической модели ЛЭП 55

2.3.5. Мощность и напряжение модели линии 56

Вывод по разделу 2 57

3. Моделирование управляемых самокомпенсирущихся ЛЭП 58

3.1. Постановка задачи 58

3.2. Схемы замещения УСВЛ реализуемые физически

3.3. Модель УСВЛ МЭИ

3.3.1. Исходные условия 72

3.3.2. Определение масштабов и параметров модели линии

3.3.3. Реализация элементов модельной линии 81

3.4. Описание схемы для исследования УСВЛ 97

Выводы по разделу 3 102

4. Анализ нормальных режимов усел на основе метода физического моделирования 103

4.1. Еведение ЮЗ

4.2. Тестовые эксперименты 105

4.3. Перенос мощности между цепями ці

4.4. Отношение векторов токов цепей 117

4.5. Режим натуральной мощности 123

4.6. Равномерная загрузка цепей 126

Выводы по разделу 4 136

Заключение 137

Литература

Введение к работе

Актуальность работы. Развитие электроэнергетики Советского Союза идет по пути создания больших энергетических систем и централизации выработки электроэнергии на крупных тепловых,атомных и гидравлических электрических станциях мощностью несколько миллионов киловатт каждая [і,2] . Такой подход позволяет снизить требуемый по условиям надежности резерв мощности, а также совмещенные максимумы нагрузок районов, расположенных в различных временных поясах и на разных широтах. Создание объединенных энергосистем имеет особое значение для СССР, ввиду того, что основные запасы органического топлива расположены неравномерно: 80-90 топливных ресурсов расположено в азиатской части, тогда как 80S потребителей - на европейской и центральной частях СССР. Объединенные энергосистемы охватывают районы, удаленные на значительные расстояния (несколько тысяч километров).

Таким образом, стоит проблема создания мощной системообразующей сети и передачи больших мощностей на значительные расстояния.

Решение этой проблемы наталкивается в первую очередь на экономические трудности. Доля капиталовложений в электрические сети от капиталовложений в энергетику остается довольно низкой и составляет в настоящее время 22$ [з] . Кроме того, повышение номинального напряжения сети имеет свои экономические пределы -с ростом напряжения темпы снижения удельных капиталовложений (руб/км.МВт) затухают.

С ростом номинальных напряжений воздушных линий электропередачи переменного тока стали наиболее резко проявляться и присущие им недостатки: увеличение потерь и помех от короны, повышенное экологическое влияние, расширение площадей, занимаемых линиями и подстанциями. Некоторые из указанных недостатков можно устранить путем прШвНвНИя соответствующих технических мероприятий, но эти мероприятия могут привести к повышению стой-мости передачи энергии по ЛЭП сверхвысокого напряжения. Последнее обстоятельство стимулирует поиск новых конструктивных решений воздушных линий электропередачи, проведение работ, направленных на повышение экономичности работы линий электропередач.

К электропередачам нового типа относятся и усматривав-мые Б данной работе управляемые самокомпенсирующиеся воздушные линии электропередачи переменного тока повышенной пропускной способности [4-б] . Создание управляемых ЛЭП повышенной пропускной способности требует проведения комплекса исследований их свойств, методов и алгоритмов расчета рабочих режимов с последующей проверкой .теоретических положений на моделях и опытных участках линий. Увеличение пропускной способности уп-являемой электропередачи, кото я в общем случае представляет собой многоцепную линию, достигается за счет использования эффекта взаимного влияния цепей друг на друга. Регулируя угол сдвига между векторами напряжений цепей, можно целенаправленно изменять эквивалентные па метры линии, тем самым получать ре-жим с наилучшими технико-экономическими показателями.

Идея создания управляемых самокомпенсирующихся воздушных линий (УСВД электропередачи была выдвинута на кафедре Электрических систем МЭИ в 1966 г. в ряде работ, которые выполнены под РУКОВОДСТВОМ д.т.н.проф. Ееникова В.А. Были разработаны: матема-тическое описание УСВ1, высокочастотная модель такой линии, а также ряд конструкций таких линий [7-9] .

В настоящее время интерес к этим линиям резко возрос.Они запатентованы в ряде стран, таких как США, Франция, ГДР и др. [10-14] . В Молдавэнерго построены опытно-промышленные воздуш «w ГЛ ные линии 10 и 35 кВ самокомпенсирующегося типа [б] со 120-градусным фиксированным фазовым сдвигом между системами векторов напряжений цепей ; в стадии строительства находится линия НО кЕ этого типа "Бельцы-Новые Брынзены".

Настоящая работа является составной частью ведущихся на кафедре Электрических систем МЭИ исследований по этой проблеме в соответствии с постановлениями и решениями х ГК НТ при СМ СССР.

Отсутствие в настоящее время протяженных УСВ! ( а вопрос повышения пропускной способности имеет смысл при передаче мощности на дальние расстояния) с регулируемым фазовым сдвигом между системами векторов напряжений цепей (существенный признак УСВЛ) и экспериментальной проверки теоретических предпосылок и положений привело к появлению данной работы, целью которой является: I) создание физической модели длинной УСВЛ, позволяющей исследовать нормальные, особые, переходные режимы, вопросы проти-воаварийного управления и релейной защиты и др.; 2) выявление особенностей нормальных режимов протяженной УСВЛ с регулируемым фазовым сдвигом между системами векторов напряжений цепей.

В соответствии с поставленной целью основные задачи состоят в следующем:

1) анализ методов физического моделирования энергосистем и, в частности, ЛЭП;

2) разработка специфических вопросов моделирования УСВЛ, создание физической модели УСВЛ;

3) исследование на физической модели нормальных режимов УСВЛ, выявление особенностей, характерных для режимов УСБЛ.

СУТЬ работы и методика выполнения исследований. В основу разработки схем ячеек физической модели линии лежат простейшие уравнения, связывающие падения напряжения и токи в фазах через частичные параметры линии. Для имитации усиления взаимоиндуктивности между сближенными фазами УСВЛ в модели используются индуктивно связанные элементы. Изменение фазового сдвига между системами векторов напряжений цепей осуществлялось изменением групп соединений обмоток концевых трансформаторов. При проведении экспериментов на модели использовалась управляющая вычислительная машина для одновременного замера всех интересующих параметров в условиях наличия колебаний напряжения системы (разработанная на кафедре программа "Осциллограф", дополненная подпрограммой статистической обработки данных " бТОБ "). Пропускная способность УСВЛ оценивается по натуральной мощности, т.к. конструктивные особенности УСВЛ не приводят к изменению волновой длины линии ; показана ее зависимость (чувствительность) от фазового сдвига

Основной упор в работе сделан на анализе переноса мощности между цепями и обусловленной им неравномерности загрузки цепей ( и уравнительный ток), так как в некоторых теоретических работах он трактуется неточно Гі5,16] . В работе показано, что устранение уравнительного тока не приводит к уменьшению пропускной способности ; изменение знака фазового сдвига в середине линии не приводит к выравниванию загрузки цепей, для этого необходимо изменять знак фазового сдвига в сечениях линии, находящихся на расстоянии 1/4 ее длины от середины.Получены условия максимальной неравномерности загрузки цепей по полному току.

К защите представляется:

1. физическая модель длинной управляемой высоковольтной линии электропередачи.

2. Особенности нормальных режимов и метод устранения уравнительного тока УСВЛ.

Научная новизна.

1. Предложен ряд схем замещения для физического моделирования УСВЛ.

2. Дан анализ неравномерности загрузки цепей по полному току.

3. Для выравнивания загрузки цепей по активной и реактивной мощности предложено изменять знак фазового сдвига & в сечениях линии, находящихся на расстоянии 1/4 ее длины от середины, применять соответствующую транспозицию фаз ддя изменения знака фазового сдвига при фиксированных значениях #- =60°,120°.

Практическая денность.

I. Реализована физическая модель линии многоцелевого назначения в рамках электродинамической модели энергосистемы МЭИ.

2. Даны экспериментальные зависимости переноса мощности между цепями от передаваемой мощности и фазового сдвига & .

3, Предложен метод устранения уравнительного тока УСВЛ,

Реализация результатов работы. Е рамках электродинамической модели энергосистемы ШЭИ реализована модель УСЕЛ многоцелевого назначения позволяющая: исследовать неохваченные данной работой режимы УСЕЛ, имитировать с помощью ее элементов обычные одно- и двухцепные линии обычного исполнения. Разработки конструкций элементов модели УСЕЛ использовались при проектировании электродинамической модели энергосистемы на кафедре Электрических систем ТашПИ. Результаты исследований использовались Отделом энергетической кибернетики АН МССР при составлении технического задания на проектирование ЛЭП 220-500 кБ для Красноярской энергосистемы. Получено положительное решение 1 3779847/24-07 от 24.12.82 по заявке на изобретение "Трехфазная линия электропередачи переменного тока (ее варианты)".

Апробация работы. Настоящая работа и отдельные ее части докладывались и обсуждались на:

1) УП Всесоюзной конференции "Моделирование электроэнергетических систем", Таллин,1977;

2) Всесоюзном семинаре "Проблемы моделирования в электроэнергетике", Ленинград,1982;

3) Всесоюзной научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем", Баку, 1982;

4) научной конференции, посвященной 60-летию образования СССР, секция электроэнергетическая, Москва, МЭИ, 1982 ;

5) семинарах Отдела энергетической кибернетики АН Молдавской ССР, Кишинев, 1980,1982.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ [I7-2IJ. Результаты исследований отражены также в четырех отчетах по научно-исследовательской работе, выполненных кафедрой Электрических систем МЭИ (два из них совместно: 1-е Отделом Энергетической кибернетики АН МССР, 1-е ВГПИ и НИИ Энергосетьпроект ) по госбюджетному заданию.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. 

Состояние проблемы и пути ее решения

Как отмечалось во введении, в условиях концентрации производства электроэнергии, неравномерности распределения электрических нагрузок и энергоресурсов и значительных расстояний, их разделяющих, для нормальной работы объединенных энергосистем требуется дальнейшее увеличение пропускной способности протяженных межсистемных и внутрисистемных связей.

С ростом протяженности дальней электропередачи по экономическим соображениям требуется повышать ее пропускную способность с тем, чтобы сбалансировать возрастающую с длиной стоимость линии и снизить удельную стоимость передачи электроэнергии. С другой стороны, технический предел мощности по указанной линии резко падает при приближении ее длины к 1500 км. Выходом из этого противоречивого положения является повышение класса рабочего напряжения и компенсация параметров линии. Экономическая основа перехода к более высоким классам напряжения заключается в том, что пропускная способность линии растет пропорционально квадрату напряжения, в то время как рост стоимости линии происходит медленнее [22] Однако, рост номинального напряжения по мнению ряда специалистов [23-25] имеет предел, обусловленный ограниченными возможностями воздушной изоляции и огромными габаритами основного оборудования. Кроме того, появление линий электропередачи сверхвысокого напряжения требует решения ряда новых задач, которые ранее либо совсем не принимались во внимание, либо учитывались очень приближенно. К ним прежде всего следует отнести вопросы, связанные с отчуждением земли под трассы линий и подстанций и экологическое влияние электропередач сверхвысокого напряжения.

Остановимся на этих вопросах подробнее.

В ряде Европейских стран проблема отчуждения земли под трассы линий электропередачи в настоящее время стоит наиболее остро, усугубляясь тем, что земля находится в частном пользовании и стоит очень дорого, а увеличение габаритов линий и подстанций требует дополнительных площадей. Например, у линий электропередачи 750 кВ расстояние между крайними фазами составляет 35-40 м, высота опор - 30-35 м, значительные размеры имеют аппараты и основное оборудование подстанций 750 кВ. По данным, опубликованным в США [2б] , потери земли под воздушные линии электропередачи составляют 0,5$ всей территории, ожидается, что в ближайшие двадцать лет эта доля достигнет 1%, В этой связи в Соединенных Штатах принята программа исследований [27] , предусматривающая разработку новых конструкций опор, испытания изоляторов на базе твердых полимеров с целью создания компактных воздушных линий. Несмотря на то, что наша страна богата земельными угодьями, отчуждение земель под воздушные линии приводит к ощутимым потерям, как в северных и восточных районах с обширными лесными массивами, так и в таких районах с плодородными землями, как Молдавия, Украина и др. Этим, в частности объясняется стремление исследователей к поиску новых конструкций ЛЭП.

Достижения последних лет в области электроизоляционной техники позволяют значительно уменьшить габариты воздушных электропередач при тех же номинальных напряжениях. Примером этому могут служить новые полимерные изоляторы [28-32] . Малая длина, высокие показатели по пути утечки дают возможность переоборудовать ЛЭП напряжением 33 и 66 кЕ на напряжение 132 кВ при тех же габаритах. Новые изоляторы могут иметь широкий круг применения: в качестве подвесных, натяжных, как изоляционная консоль, изоляционная распорка между проводами линии, что позволяет получить минимально допустимые расстояния между фазами. При этом, наряду с уменьшением габаритов, увеличивается пропускная способность линии,т.е. увеличивается эффективность использования коридора, занимаемого электропередачей. В странах Западной Европы имеется уже достаточный опыт эксплуатации полимерных изоляторов 33,34 , который показывает их работоспособность в средах с различного рода загрязнениями, и позволяет судить об их перспективности с учетом их весовых, эстетических и прочих преимуществ. Кстати, эстетические требования выдвигаются все более настойчиво в ряде европейских стран и США [Зб] .

Другой путь повышения эффективности использования простран ства, занимаемого линией - увеличение числа цепей, подвешенных на общих опорах. В [Зб] приводятся конструкции опор многоцепных линий электропередачи, на одной из которых предусматривается подвеска 10 цепей двух номинальных напряжений. Эта проблема актуальна не только для районов с плодородными землями, но и для городов, когда к крупным промышленным объектам подводится сразу несколько линий электропередачи, занимающих значительные площади.

По мере накопления опыта эксплуатации электропередач 330--750 кВ выяснилось, что линии сверхвысокого напряжения обладают свойствами, которые с полным правом можно отнести к экологическим, влияющими, в частности, и на здоровье людей. При эксплуатации линий и подстанций 500 кВ было замечено, что обслуживающий персонал, систематически работающий в зоне действия электрических полей, испытывает некоторую усталость, нервозность и т.п.

Схемы электрических соединений УСВЛ

Управляемая самокомпенсирующаяся высоковольтная линия (УСВЛ) электропередачи представляет собой, в общем случае, систему из двух или более трехфазных цепей с усиленным электромагнитным влиянием, достигаемым сближением цепей (их одноименных фаз) до минимально допустимого изоляционного расстояния. Между векторами напряжений цепей имеется фазовый сдвиг, который может меняться в зависимости от режима работы электропередачи и прилегающих систем JYJ . В двухцепном варианте УСВІ представляет собой две трехфазные цепи с фазами А , В , С и ti ,В7 , С соответственно, где сближены между собой фазы А И / , Ґи/, С и С . Напряжения фаз обозначим: 1-й цепи - UA , ІГвГ , Vcf , П-й цепи - 0А" , W , Uc". Указанные системы векторов напряжений сдвигаются на угол Ф =04-180 , что достигается с помощью фазоповоротных устройств (ФПУ), установленных по концам линий в отдельных узлах системы. Изменением в процессе работы фазового сдвига ( обеспечивается управление режимом УСЕЛ.

Фиксированные значения фазового сдвига ( Ф ) можно получить путем соответствующего подключения фаз цепей к трехфазным системам на подстанциях и подбора групп соединения обмоток трансформаторов.

Для дальнейшего увеличения пропускной способности УСВЛ и увеличения диапазона регулирования, кроме ФПУ, предусматривается установка на линии дополнительных компенсирующих устройств (конденсаторов, реакторов, ИРМ и др.), которые могут быть подключены по обычным схемам , но для УСВЛ предложены [б] более эффективные с точки зрения увеличения диапазона регулирования зарядной мощности линии схемы: включение конденсаторных батарей между одноименными фазами А и / , В/ и/, С и с" и реакторов - между разноименными фазами А и С", В и А , С и Ъ".

Все эти особенности позволяют создать многоцепные линии электропередачи переменного тока, обладающие по сравнению с обычными многоцепными ЛЭП значительно большей (на 10-50$ [9,56] ) пропускной способностью и обеспечивающие глубокое регулирование параметров и характеристик электропередачи. Кроме того, описываемые линии создают меньшие напряженности электрического поля вблизи поверхности земли, а при некоторых значениях фазового сдвига между системами векторов напряжений цепей - существенно меньшие Гэ] и, благодаря уменьшению расстояния между цепями, имеют меньшую Цепи УСВЛ, в общем случае, могут быть разного класса напряжения. Такие линии обычно называют комбинированными ЛЭП. В двухцепном исполнении они предполагают сочетание цепи сверхвысокого напряжения с цепью более низкого напряжения, причем векторы напряжений нижней цепи (низшего напряжения) находятся в противо-фазе с векторами напряжений верхней цепи. Это обеспечивает в первую очередь уменьшение ширину полосы отчуждения. напряженности электрического поля под линией, создаваемого верхней цепью сверхвысокого напряжения.

Схемы электрических соединений УСЕЛ могут быть следующих типов: а) с регулируемым углом сдвига фаз напряжений цепей (плавно или дискретно) и б) с фиксированным углом.

На рис.1.2 представлена схема, содержащая фазоповоротные устройства (I) по концам линии, которые осуществляют преобразование исходной трехфазной системы векторов напряжений шин систе-мы (2) "ОА t Da , Vc в две трехфазные системы векторов %' , % , 1Гс и "ОА* , иь" ,1Гс" » сдвинутые друг относительно друга на регулируемый угол (в). Пределы, а также плавность или дискретность регулирования фазового сдвига зависят от конструкции ФЇЇУ, но могут быть, в принципе, любыми. К шинам приемной системы (3) подводится вновь преобразованная трехфазная система векторов напряжений.

На рис.1.3 показана схема, обеспечивающая фиксированное значение фазового сдвига (-& ) систем векторов напряжений, равное 120, что достигается путем кругового пересоединения фаз одной из цепей в начале и в конце линии. Таким образом, окажутся сближенными фазы АиЕ, Ви С, СиА разных цепей х'.

Метод физического моделирования в электроэнергетике

Процесс развития электроэнергетических систем сопровождается совершенствованием методов их исследования, основу которых составляет моделирование . Метод моделирования настолько распространен, что философ Новик И.Б. делает вывод о том,"что универсальная распространенность и интегративная роль метода моделей являются одной из определяющих черт стиля мышления в естествознании и технике" [62] .

Рассмотрим метод моделирования в более узком смысле - материальное моделирование, предполагающее создание некоей модельной системы, имеющей с изучаемой системой - оригиналом определенное сходство , основанное на теории подобия [63] . Особая роль моделей проявляется при изучении сложных больших систем, эксперименты в которых весьма затруднительны или невозможны. Эксперимент, как единство теоретической и предметно-практической деятельности исследователя является надежным средством познания. И модели, особенно комплвксные модели энергосистем, называемые часто электродинамическими моделями (ЭДМ), составляют важную экспериментальную базу энергетиков.

Первые электродинамические модели в СССР и за рубежом появились в 50-х годах, и, несмотря на некоторые разногласия среди ученых по вопросу роли ЭДМ на этапе их становления в исследовании энергосистем [64] , они широко распространены на практике 65-82]. Дальнейшее их развитие пошло по пути создания аналого-физических и далее цифро-аналого-физических комплексов (ЦАФК), объединяющих методы и средства физического и математического моделирования [83,84] .

В энергетике, в виду сложности математического описания, например, регуляторов, насыщения генераторов, демпферных контуров и их влияния, устройств автоматики и т.д. и несмотря на большую распространенность вычислительных машин, применение электродинамических моделей остается непреложным требованием.

На электродинамической модельной установке могут быть воспроизведены любые типы статических и переходных аварийных режимов. Эти режимы могут быть зарегистрированы точными приборами и осцил-лографическими записями в любой точке модели энергосистемы.

Особым преимуществом электродинамических моделей является возможность использования при проведении исследований натурных образцов аппаратуры автоматического регулирования и управления, релейных защит и других устройств. Исследование с помощью цифровых машин требует представления этих, обычно нелинейных, элементов уравнениями, которые всегда могут лишь приближенно отражать реальные связи и зависимости. Поскольку указанные устройства, к которым, в частности, относятся регуляторы возбуждения сильного действия, регуляторы частоты и активной мощности, различные виды современных релейных защит и др., имеют чрезвычайно важное значение при исследовании современных энергосистем, метод математического моделирования, неизбежно связанный с допущениями и упрощениями, не может дать столь достоверных и физически наглядных результатов, которые получаются при электродинамическом моделировании.

Большую роль электродинамические модели играют также при разработке методов расчета сложных объектов, закономерность протекания процессов в которых еще слабо изучена, в частности, в УСВІ.

Велико значение электродинамического моделирования для решения задачи дальнейшего развития Единой Энергетической системы СССР, связанного с увеличением мощностей атомных станций, с раз работкой систем управления все более крупных энергоблоков и т.д. Е силу указанных причин использование натурного объекта для целей эксперимента практически исключено. Поэтому ЭДМ остаются тем средством, с помощью которого можно выработать технические решения, экспериментально их проверять. Причем успешная разработка этих важных вопросов энергетики возможна на основе комплексного использования различных методов исследования. В этом смысле сочетание динамических моделей и вычислительных машин является наиболее плодотворным и перспективным. Быстрое развитие вычислительной техники не сужает [64] , наоборот, расширяет сферу применения ЭДМ [69] , являющихся на первых этапах исследования зачастую единственно возможным способом отображения или воспроизведения объективных закономерностей сложных объектов.

Существенно отметить, что под электродинамической моделью не обязательно понимать отображение некой системы, а, так как модель и оригинал подобны, считать ее реальной энергосистемой малой мощности, позволяющей производить на ней практически любые эксперименты и получаемые знания распространять на подобные реальные системы. Это особенно полезно при разработке проблем управления системами на ЦАФК [83] .

Схемы замещения УСВЛ реализуемые физически

Описанная выше физическая модель УСВЛ предназначена для решения большого круга задач, связанных с исследованием линий электропередач нового типа. При этом первоочередной интерес представляет исследование нормальных режимов, рассмотренных в настоящем разделе, как основных режимов работы линии. Причем, так как теория и приемы анализа обычных одноцепных и двухцепных ЛЭП переменного тока достаточно развиты, здесь приводятся лишь отличительные особенности нормальных режимов УСВЛ по сравнению с режимами обычных линий или указывается на их отсутствие.

Такими особенностями являются:

- зависимость от фазового сдвига между системами векторов напряжений цепей как пассивных (эквивалентных), так и режимных параметров УСВЛ, а также таких характеристик, как натуральная мощность и др.;

- наличие между цепями УСВЛ переноса мощности, обусловленного усиленным электростатическим и электромагнитным влиянием сближенных фаз ; 1

- зависимость распределения мощностей и токов между цепями УСВЛ не только от фазового сдвига между системами векторов напряжений цепей и степени сближения цепей, являющимися отличительными особенностями УСВЛjno сравнению с обычными двухцепными линиями, но и от передаваемой мощности, и от добротности линии.

Экспериментальные исследования нормальных режимов УСВЛ проведены на электродинамической модели, работающей в натуральном времени, принципиальная .электрическая схема и описание кото j рой приведены выше (п.3.4, рис. 3.21).

Достоверность полученных результатов обеспечивается: - предельной простотой уравнений, связывающих падения напряжений на участке линии и токи в фазах через частичные параметры линии, положенных в основу разработки схем ячеек модели линии; наглядностью схем (см.п.3); - физическим трактованием полученных результатов ; - результатами тестовых экспериментов и сопоставлением экспериментальных данных с Аналитическими (полученными другими авторами) для простейших случаев фазы и противофазы векторов напряжений цепей.

Проведенные эксперименты заключаются в получении различных зависимостей между режимными параметрами при варьировании длины моделируемой линии, передаваемой мощности, фазового сдвига между системами векторов напряжений цепей и при одинаковых и фиксиро ванных модулях напряжений по концам модельной линии. Настройка режимов исследуемой электропередачи (рис.3.21) производилась со щита управления по стрелочным щитовым приборам и по цифровым при борам, подключенным к выходам измерительных преобразователей (датчиков). .

При проведении опытов использовалась управляющая вычислительная машина для считывания величин измеряемых режимных параметров. Применение УВМ обусловлено, кроме удобства проведения экспериментов, необходимостью проведения серии замеров каждого режима и усреднения режимных параметров, для чего используемая программа "Осциллограф", разработанная на кафедре Электрических систем МЭИ, была дополнена подпрограммой статистической обработки данных (приложение 2). Опыты показали, что из-за колебаний напряжения в точке присоединения электродинамической модели к энергосистеме "Мосэнерго" имеют место ощутимые колебания режимных параметров модели. Оказалось, например, что среднеквадратичные отклонения мощности практически не зависят от передаваемой мощности, имеют значения в пределах 0,15-0,25 кВт (квар) и при малых нагрузках составляют значительную относительную величину.

Похожие диссертации на Разработка и применение физической модели для выявления особенностей нормальных режимов управляемых самокомпенсирующихся линий электропередачи