Проверка апериодической статической устойчивости электропередачи
Проверка апериодической статической устойчивости выполняется с целью проверки возможности технической осуществимости рассматриваемых вариантов, а также для выявления необходимости применения средств, повышающих пропускную способность электропередачи до нормируемой величины. Для проведения проверочного расчета используется схема замещения электропередачи с двумя источниками энергии: электростанция и приемная система. Последняя представляется шинами неизменного напряжения и частоты. Эквивалентные параметры схемы замещения (собственные и взаимные проводимости или сопротивления, постоянные четырехполюсника), а также режимные параметры выражаются в именованных или же в относительных единицах, причем в случае применения именованных единиц следует все параметры пересчитывать к одной ступени напряжения электропередачи, обычно высшего номинального.
При составлении схемы замещения электропередачи (для расчета ее пропускной способности) допускаются некоторые упрощения: участки воздушных линий представляются П-образными схемами замещения без учета активных сопротивлений и проводимостей; нагрузки промежуточной подстанции - активные и реактивные, включая компенсирующие устройства и зарядные мощности подходящих линий, заменяются одной обобщенной расчетной нагрузкой. Обобщенная нагрузка вводится в схему замещения как постоянное комплексное сопротивление.
В схеме замещения электропередачи необходимо учитывать реактивные сопротивления повышающих трансформаторов электростанции, если автоматическое регулирование возбуждения обеспечивает постоянное напряжение на выводах генераторов, и сопротивления автотрансформаторов связи с системой, если они входят в схему передачи. Выполняя расчет по проверке устойчивости варианта электропередачи с различными номинальными напряжениями ВЛ на головном и концевом участках, следует учесть сопротивление луча высшего напряжения трехлучевой схемы замещения автотрансформаторов промежуточной подстанции. Сопротивления всех трансформаторов электропередачи находят ориентировочно, не выбирая их мощность и число, а пользуясь средними значениями напряжений короткого замыкания [3], известными величинами трансформируемой полной мощности и принятыми номинальными напряжениями ВЛ. Все сопротивления схемы замещения должны быть приведены к одной (высшей) ступени напряжения.
Собственные и взаимные сопротивления схемы замещения электропередачи целесообразно рассчитывать методом единичного тока, а также методом последовательных преобразований, когда исходная схема замещения приводится к П- или Т-образной.
Проверка правильности вычисления эквивалентных параметров схемы замещения электропередачи осуществляется расчетом мощности головного участка передачи в исходном режиме наибольших нагрузок. Для этого сначала определяются углы фазового сдвига между векторами напряжений по концам участков электропередачи с учетом их продольной и поперечной составляющих. Затем значение суммарного угла сдвига между напряжениями на шинах электростанции (генератора) и шинах приемной системы подставляется в выражения для мощности, куда входят значения собственных и взаимных сопротивлений схемы замещения. Расхождение между полученной величиной мощности на головном участке электропередачи и ее заданным значением не должно превышать 5%, в противном случае необходимо проверить расчет эквивалентных параметров схемы замещения.
Если коэффициенты запаса устойчивости в нормальном и наиболее тяжелом послеаварийной режимах (отключение одной цепи двухцепной линии), превышают нормативные значения, то варианты выполнения электропередачи технически приемлемы, и поэтому правомерно их экономическое сравнение.
Если в нормальном режиме коэффициент запаса оказывается меньше нормативного, то пропускная способность электропередачи должна быть увеличена за счет применения специальных устройств, таких как продольная емкостная компенсация, дополнительные источники реактивной мощности на промежуточной подстанции, регуляторы возбуждения сильного действия синхронных машин и др. Выбор параметров этих устройств производится по существующим методикам, изложенным в (1,2).
Если коэффициент запаса получается меньше нормативного в послеаварийной режиме, то необходимо принять меры для его повышения.
В качестве таких мер могут рассматриваться:
- сооружение переключательных пунктов на трассе двухцепной линии;
- быстродействующая разгрузка генераторов электростанции, причём величина сброса мощности должна быть согласована с мощностью резерва системы и мощностью промежуточной подстанции;
- увеличение мощности компенсирующих устройств на промежуточной подстанции;
- сооружение второй цепи на трассе одноцепной линии.
Все мероприятия, связанные с увеличением коэффициента запаса как в нормальном, так и в послеаварийном режимах, должны быть ограждены в затратах на сооружение данного варианта передачи и учтены в его сопоставлении с другими вариантами.
