Двухцепные электропередачи со сближенными фазами цепей

Рассмотрим двухцепную электропередачу СВН. Подобные линии уже эксплуатируются в ряде зарубежных энергосистем.

Рис. 22.1.

В таких электропередачах, рис. 22.1, предполагается возможным регулирование фазового сдвига между напряжениями одноименных сближенных фаз. Это позволяет менять величину эквивалентной натуральной мощности двухцепной электропередачи в широких пределах и тем самым повысить ее самосбалансированность по реактивной мощности в большом диапазоне нагрузочных режимов, снизить потери активной мощности и др. Возможность регулирования фазового сдвига напряжений цепей позволяет уменьшать влияние электропередачи путем снижения напряженности электрического поля вблизи линии.

Рис. 22.2.

Предполагая многократную попарную транспозицию фаз ВЛ и пренебрегая потерями в земле и проводах, мы можем перейти к двухпроводной линии (рис. 22.2) и воспользоваться решением телеграфных уравнений в виде

 (22.77)

где  — погонныесредние по фазам; рабочие индуктивности первой и второй цепей и взаимная индуктивность между ними.

Используем (22.77) для получения значения мощности в начале электропередачи при угловом сдвиге между напряжениями по концам каждой из цепей, равном волновой длине  т.е. получим выражение для натуральной мощности электропередачи. Угол между напряжениями цепей обозначим через  а модули напряжений по концам примем одинаковыми, т.е. будем иметь  и  Выразим из первого уравнения (22.77) ток и подставим его во второе. После преобразования:

 (22.78)

где — элементы матрицы волновых проводимостей, причем взаимная волновая проводимость

Выделим вещественную и мнимую составляющие в (22.78), получим активные и реактивные мощности по цепям (при ):

 (22.79)

Суммы мощностей по цепям:

 (22.80)

Как следует из ((22..80), натуральную мощность двухцепной электропередачи можно регулировать в диапазоне

при изменении углового сдвига между цепями в пределах  Если оценить натуральную мощность традиционной двухцепной электропередачи как  то из (22.80) видно, что при  натуральная мощность управляемой электропередачи меньше традиционной, а при — больше. Если ориентировочно принять то

Как следует из (22.80), при любом угле реактивная мощность в начале и в конце электропередачи отсутствует, однако из (22.79) следует, что отдельно по цепям она отсутствует только при фазовом сдвиге При всех остальных значениях угла между цепями протекает уравнительная реактивная мощность, что приводит к дополнительным потерям.

Рассмотрим режим холостого хода такой электропередачи и выявим особенности этого режима в управляемой электропередаче с точки зрения выбора необходимой мощности реактора. Схема включенной с одной стороны ненагруженной электропередачи представлена на рис. 22.26:

Рис. 22.2.

Вначале рассмотрим схему без реакторов, положив в уравнениях (22.77) Тогда получим

т.е. взаимное влияние цепей отсутствует.

Напротив, при , рис. (22.7) с помощью уравнений (22.77) и граничных условий

 получим

 (22.81)

Формула ((22..81) существенно упрощается при предельных значениях угла 6: при

при

откуда видно, что при напряжение в конце линии (при одной и той же мощности реактора) меньше по сравнению со случаем отсутствия электромагнитной связи между цепями когда и больше, когда

Выбор мощности реакторов, необходимых для ограничения перенапряжений одностороннего питания, можно сделать с помощью (22.81), задавшись допустимым отношением . Например, задавая , получим для

где

Таким образом, осуществляя включение линии с углом  можно уменьшить установленную мощность шунтирующих реакторов, обеспечивающих заданное напряжение в конце линии, по сравнению с ВЛ без электромагнитной связи.

ЛЕКЦИЯ 7