Langkah-langkah untuk meningkatkan stabilitas dan pengoperasian saluran listrik yang berkelanjutan dalam jarak jauh

Stabilitas operasi paralel saluran listrik memainkan peran paling penting dalam transmisi energi listrik jarak jauh. Menurut kondisi stabilitas, kapasitas transmisi saluran meningkat sebanding dengan kuadrat tegangan, dan oleh karena itu meningkatkan tegangan transmisi adalah salah satu cara paling efektif untuk meningkatkan beban pada rangkaian dan dengan demikian mengurangi jumlah rangkaian paralel. .

Dalam kasus di mana secara teknis dan ekonomis tidak praktis untuk mentransmisikan daya yang sangat besar dari urutan 1 juta kW atau lebih jarak jauh, maka diperlukan peningkatan voltase yang sangat signifikan. Namun, pada saat yang sama, ukuran peralatan, berat dan biayanya, serta kesulitan dalam produksi dan pengembangannya, meningkat secara signifikan. Sehubungan dengan hal tersebut, langkah-langkah telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan kapasitas saluran transmisi, yang akan menjadi murah dan pada saat yang sama cukup efektif.

Dari sudut pandang keandalan transmisi daya, betapa pentingnya stabilitas statis dan dinamis dari operasi paralel... Beberapa aktivitas yang dibahas di bawah ini relevan untuk kedua jenis stabilitas, sementara yang lain terutama untuk salah satunya, yang akan dibahas di -bawah.

Percepat kecepatan

Cara yang diterima secara umum dan termurah untuk meningkatkan daya yang ditransmisikan adalah dengan mengurangi waktu untuk mematikan elemen yang rusak (saluran, bagian terpisahnya, trafo, dll.), yang terdiri dari waktu kerja perlindungan relai dan waktu pengoperasian sakelar itu sendiri. Ukuran ini banyak diterapkan pada saluran listrik yang ada. Dalam hal kecepatan, banyak kemajuan besar telah dibuat dalam beberapa tahun terakhir baik dalam proteksi relai maupun pemutus sirkuit.

Kecepatan penghentian penting hanya untuk stabilitas dinamis dan terutama untuk saluran transmisi yang saling berhubungan jika terjadi kesalahan pada saluran transmisi itu sendiri. Untuk transmisi blok energi, di mana kesalahan pada saluran mengarah ke penutupan blok, stabilitas dinamis penting jika terjadi kesalahan pada jaringan penerima (sekunder) dan oleh karena itu perlu untuk menangani penghapusan kesalahan tercepat. dalam jaringan ini.

Penerapan regulator tegangan kecepatan tinggi

Dalam kasus korsleting dalam jaringan, karena aliran arus besar, selalu ada satu atau beberapa pengurangan tegangan. Penurunan tegangan juga dapat terjadi karena alasan lain, misalnya ketika beban meningkat dengan cepat atau ketika daya generator dimatikan, mengakibatkan daya didistribusikan ulang di antara masing-masing stasiun.

Penurunan tegangan menyebabkan penurunan tajam pada stabilitas operasi paralel... Untuk menghilangkannya, diperlukan peningkatan tegangan yang cepat di ujung transmisi daya, yang dicapai dengan menggunakan pengatur tegangan berkecepatan tinggi yang memengaruhi eksitasi generator dan meningkatkan tegangannya.

Kegiatan ini adalah salah satu yang termurah dan paling efektif. Namun, pengatur tegangan harus memiliki inersia, dan sebagai tambahan, sistem eksitasi mesin harus menyediakan tingkat kenaikan tegangan yang diperlukan dan besarnya (multiplisitas) dibandingkan dengan normal, mis. disebut langit-langit ".

Peningkatan parameter perangkat keras

Seperti disebutkan di atas, nilai total resistensi transmisi termasuk resistansi generator dan transformator. Dari sudut pandang stabilitas operasi paralel, yang penting adalah reaktansi (resistensi aktif, seperti disebutkan di atas, mempengaruhi daya dan kehilangan energi).

Penurunan tegangan melintasi reaktansi generator atau transformator pada arus pengenalnya (arus yang sesuai dengan daya pengenal), mengacu pada tegangan normal dan dinyatakan sebagai persentase (atau bagian dari suatu unit), adalah salah satu karakteristik penting dari pembangkit atau trafo.

Untuk alasan teknis dan ekonomis, generator dan trafo dirancang dan diproduksi untuk respons spesifik yang optimal untuk jenis mesin tertentu. Reaktansi dapat bervariasi dalam batas tertentu, dan penurunan reaktansi biasanya disertai dengan peningkatan ukuran dan berat, dan oleh karena itu, biaya.Namun, kenaikan harga generator dan trafo relatif kecil dan dapat dibenarkan secara ekonomi.

Beberapa saluran transmisi yang ada menggunakan peralatan dengan parameter yang ditingkatkan. Perlu juga dicatat bahwa dalam praktiknya, dalam beberapa kasus, peralatan dengan reaktan standar (tipikal) digunakan, tetapi dengan daya yang sedikit lebih tinggi, dihitung secara khusus untuk faktor daya 0,8, padahal menurut mode transmisi daya , diharapkan sama dengan 0,9 — 0,95.

Dalam kasus di mana daya ditransmisikan dari pembangkit listrik tenaga air dan turbin dapat mengembangkan daya lebih besar dari nominal sebesar 10%, dan kadang-kadang bahkan lebih, maka pada tekanan melebihi yang dihitung, peningkatan daya aktif yang diberikan oleh generator adalah mungkin.

Perubahan posting

Jika terjadi kecelakaan, salah satu dari dua saluran paralel yang beroperasi dalam skema yang terhubung dan tanpa pemilihan perantara, itu benar-benar rusak dan oleh karena itu hambatan saluran listrik menjadi dua kali lipat. Transmisi daya dua kali lebih banyak pada saluran kerja yang tersisa dimungkinkan jika memiliki panjang yang relatif pendek.

Untuk saluran yang cukup panjang, langkah-langkah khusus diambil untuk mengkompensasi penurunan tegangan pada saluran dan menjaganya tetap konstan di ujung penerima transmisi daya. Untuk itu, kuat kompensator sinkronyang mengirimkan daya reaktif ke saluran yang sebagian mengkompensasi daya reaktif yang tertinggal yang disebabkan oleh reaktansi saluran itu sendiri dan transformator.

Namun, kompensator sinkron semacam itu tidak dapat menjamin stabilitas operasi transmisi daya lama.Pada saluran yang panjang, untuk menghindari penurunan daya yang dipancarkan jika terjadi pemadaman darurat pada satu sirkuit, tiang penyambung dapat digunakan, yang membagi saluran menjadi beberapa bagian.

Busbar diatur di pos peralihan, yang bagian-bagian terpisah dari jalur dihubungkan dengan bantuan sakelar. Di hadapan kutub, jika terjadi kecelakaan, hanya bagian yang rusak yang terputus, dan oleh karena itu resistansi total garis sedikit meningkat, misalnya, dengan 2 kutub switching, hanya meningkat sebesar 30%, dan bukan dua kali lipat, seperti halnya dengan kurangnya beralih posting.

Dalam hal resistansi total seluruh transmisi daya (termasuk resistansi generator dan transformator), peningkatan resistansi akan semakin kecil.

Pemisahan kabel

Reaktansi konduktor tergantung pada rasio jarak antara konduktor dengan jari-jari konduktor. Dengan meningkatnya tegangan, sebagai aturan, jarak antara kabel dan penampangnya, dan karenanya radius, juga meningkat. Oleh karena itu, reaktansi bervariasi dalam batas yang relatif sempit, dan dalam perhitungan perkiraan biasanya diambil sama dengan x = 0,4 ohm / km.

Dalam kasus saluran dengan tegangan 220 kV atau lebih, fenomena yang disebut diamati. "Mahkota". Fenomena ini terkait dengan kehilangan energi, terutama yang signifikan cuaca buruk... Untuk menghilangkan kerugian korona yang berlebihan, diperlukan diameter konduktor tertentu. Pada tegangan di atas 220 kV, konduktor padat dengan penampang yang begitu besar diperoleh sehingga tidak dapat dibenarkan secara ekonomi.Untuk alasan ini, kabel tembaga berongga telah diusulkan dan telah menemukan beberapa kegunaan.

Dari sudut pandang korona, lebih efisien digunakan daripada berongga - kabel terbelah... Kabel terbelah terdiri dari 2 hingga 4 kabel terpisah yang terletak pada jarak tertentu satu sama lain.

Ketika kawat terbelah, diameternya bertambah dan akibatnya:

a) kehilangan energi akibat korona berkurang secara signifikan,

b) resistansi reaktif dan gelombangnya berkurang dan, karenanya, daya alami saluran listrik meningkat. Kekuatan alami garis meningkat kira-kira ketika membelah dua helai sebesar 25-30%, tiga hingga 40%, empat hingga 50%.

Kompensasi longitudinal

Dengan bertambahnya panjang saluran, reaktansinya juga meningkat, dan akibatnya, stabilitas operasi paralel menurun secara signifikan. Mengurangi reaktansi saluran transmisi yang panjang meningkatkan daya dukungnya. Pengurangan seperti itu paling efektif dapat dicapai dengan memasukkan kapasitor statis secara berurutan.

Kapasitor semacam itu dalam pengaruhnya berlawanan dengan aksi induktansi diri dari saluran, dan dengan demikian pada tingkat tertentu mereka mengkompensasinya. Oleh karena itu, metode ini memiliki nama umum kompensasi longitudinal... Bergantung pada jumlah dan ukuran kapasitor statis, resistansi induktif dapat dikompensasi untuk satu atau beberapa panjang saluran. Rasio panjang garis kompensasi dengan panjang totalnya, dinyatakan dalam bagian unit atau persentase, disebut derajat kompensasi.

Kapasitor statis yang termasuk dalam bagian saluran transmisi terpapar pada kondisi yang tidak biasa yang dapat terjadi selama korsleting baik di saluran transmisi itu sendiri maupun di luarnya, misalnya di jaringan penerima. Yang paling serius adalah korsleting pada saluran itu sendiri.

Ketika arus darurat besar melewati kapasitor, tegangan di dalamnya meningkat secara signifikan, meskipun untuk waktu yang singkat, tetapi dapat berbahaya untuk isolasinya. Untuk menghindari hal ini, celah udara dihubungkan secara paralel dengan kapasitor. Ketika tegangan melintasi kapasitor melebihi nilai tertentu yang telah dipilih sebelumnya, celah dipotong dan ini menciptakan jalur paralel untuk arus darurat mengalir. Seluruh proses berlangsung sangat cepat dan setelah selesai, efisiensi kapasitor dipulihkan kembali.

Bila tingkat kompensasi tidak melebihi 50%, maka pemasangan yang paling sesuai adalah bank kapasitor statis di tengah barisan, sementara tenaganya agak berkurang dan kondisi kerja menjadi lebih mudah.