модерна електрическа енергия

Page 77 130

11. POWER И DC връзка. Сайтът гъвкав AC линия
11.1. Възможни области на приложение на властта и вмъквания DC

Както е известно, в момента за производство на електрическа енергия, да ги прехвърлят на разпределение разстояние и консумацията на променливия ток се използва. Това се дължи основно на капацитета AC за трансформация, т.е. промяна на напрежението с помощта на сравнително прости устройства, трансформатори, а също и това, че асинхронни двигатели на тяхното проектиране е много по-прости и по тази причина по-надеждни двигатели DC. Поради това променлив ток се използва навсякъде, с изключение на някои промишлени съоръжения и електрически превозни средства. Въпреки това, през последните десетилетия, електрическата енергия от различни страни са все по постоянен ток се използва за решаване на редица проблеми, включително и тези, свързани с преноса на електроенергия разстояние.

За да се отговори на въпроса, защо това е направено, ние сравнение на характеристиките на постоянен и променлив ток линии.

Двете линии имат същия тип на параметри - активни проводници резистентност, както и индуктивност и капацитет. Активни проводници резистентност определя загубите на мощност и енергия в линия и следователно нейната ефективност и индуктивност и капацитет - електромагнитни процеси в линията, свързани с предавателна мощност. За AC линии, тези процеси са от естеството на вълната, който определя основните характеристики на такава линия. VDC линии вълна процеси отсъстват. Това разграничение е в основата на всички решения, свързани с използването на постоянен ток за електрически превозни средства.

Помислете за този въпрос по-подробно.

Индуктивност и капацитет на линията, определена от неговия дизайн - разстоянието между фазите (стълбове) диаметър тел и дължина линия. Когато разстоянието между фазите на индуктивност линия се увеличава и капацитета на линията се намалява. Намаляването на това разстояние има обратния ефект. Увеличаването на дължината на линията води до увеличаване на двете му индуктивност и капацитет.

В електропроводи променлив и постоянен ток разстояние между фазите (стълбове), измерени в метри (500 кВ AC - 12 м, HV ± 400 кВ DC - 10 м) от кабелна линия - няколко сантиметра. От това следва, че въздушният линия е по същество с голяма индуктивност и много по-малък капацитет от кабел. Разликата между тези характеристики се проявява в тръбопроводите за режийни и кабели с постоянна или променлива напрежение.

Като за начало, индуктивност и капацитет в отговор на потока на постоянен и променлив ток е различен. Когато потокът от променлив ток през индуктивност в самостоятелно индукция EMF появява в това, че противодейства на изтичане на ток. С други думи, индуктивност е съпротивлението за променлив ток. Това съпротивление е право пропорционална на честотата на променливия ток, и се увеличава с последната. Когато текущата честота, равна на нула (DC), индуктивни реактивно съпротивление е нула.

Капацитет също така е устойчив на променлив ток. За разлика от индуктивно съпротивление капацитивен съпротивление е обратно пропорционална на честотата. С увеличаване на честота променлив ток капацитет съпротивление намалява честотата намалява - увеличава. През интервал от нула (DC) устойчивост на контейнера става равна на безкрайност. С други думи, на постоянен ток през капацитет.

Помислете за въздух линия. Когато въздушната линия на променливо напрежение на своята индуктивност съпротивлява променлив ток и в крайна сметка се определя максималната мощност, която може да се предава през линията. Както е отбелязано по-горе, индуктивен реактивно съпротивление на линията се увеличава с дължината му, и поради това намалява максималната мощност, която може да се предава на линията.

Капацитет на въздух AC линия практически не влияе на излъчваната мощност, но протича през така наречения зарядния ток, който генерира зареждане електропровод и води до допълнителни нагревателни проводници, т.е. Той се увеличава загубите на енергия в линиите и намаляване на нейната ефективност. В допълнение, този ток води до нежелано повишаване на напрежението в междинните точки на линията и на редица други отрицателни последствия. Ето защо е необходимо да се компенсира за зареждане на електропровод, за която се използват специални апарати - реактори, които в крайна сметка водят до увеличаване на цената на линията. Все пак трябва да се отбележи, че е необходимо за зареждане на обезщетение електропровод обикновено се случва само за свръхвисоки електропроводи - 330 кВ и по-горе.

Когато линията на въздуха при постоянно напрежение, когато тя тече постоянен ток в стабилно състояние или неговата индуктивност или капацитет не оказва никакво влияние върху процеса на предаване на властта на линията, а оттам и максималната мощност, която може да се предава по линията с увеличение на трае дълго. Зареждането линия мощност DC не се дължи на по-горе причини. Поради това, линията не е необходимо да притежавате някой от устройството изравнителната.

Основният извод, който може да бъде съставен от по-горе, е, както следва:

за ВЛ AC има взаимовръзка максимална мощност на предаване от дължината му - най-дълго на линия, по-малък е максималната мощност, която може да мине през нея; Той е един от факторите, които ограничават допустимата дължина на такава линия;
Въздушни DC линия не като ограничение, обаче DC линия може да бъде с всякаква дължина мощност и предаване диктува от практическа приложимост. Възможни Ограничения - приемливи загубите на енергия за отопление на проводници и на честотната лента на използваното оборудване.

Помислете сега кабелните линии. Известно е, че кабел AC линия имат много ограничена дължина - не повече от 15-20 км. Това се дължи на две основни причини:

висок капацитет за зареждане, която се проявява поради големия капацитет на кабела;
високата цена на кабела.

Мощността на зареждане води до допълнителни отопление кабелни проводници, принуждавайки долната граница полезен предавателната мощност и дължина на кабела. По-специално то се отнася до високоволтовите кабелни линии (110-500 кВ). Затова AC кабелни линии не могат да се използват за предаване на мощност на достатъчно голямо разстояние.

кабелна линия на захранване с постоянен ток за зареждане на отсъства, и генерира без допълнително отопление кабел. Ето защо, кабелни линии DC може да бъде изграден достатъчно дълго (100-200 км и е възможно по-дълго) и да се използва за решаване на проблеми, които не могат да бъдат решени по други начини, например да премине големи водни (морски проливи), висока мощност в центровете на големите градове и и др.

Но това не е всичко. За да се отговори на въпроса, защо в днешния енергетиката за решаване на някои проблеми, то е препоръчително да се използва постоянен ток, трябва да се отбележи редица проблеми.

Понастоящем два AC честоти, използвани в света - 50 и 60 Hz. В Европа, страните от ОНД и България, приети на честотата на 50 Hz; в САЩ, Канада и някои страни в Южна Америка, Южна част на Япония - 60 Hz. Комбинирането на системи с различна номинална честота за паралелна работа с захранващата мрежа невъзможно. За тази цел, както се вижда от световната практика, тя може да се използва успешно за постоянен ток. е съществуването на такива връзки в Япония и Южна Америка.

Комбинирането на отделните системи с една номинална честота е възможно само тогава, когато синхронизацията. С всички положителни аспекти на такова решение следва да се отбележи, че тя също така включва поддържане на същите стандарти за честота и законите, за да го регулират. Ако преди обединението на системата да работи с различни закони за контрол на честотата, е обединението на много работа по реконструкцията на честотата на системите за контрол на цялата власт и големи капиталови инвестиции. Освен това, съюза системи за паралелна работа неизбежно води до едновременно повишаване на тока на късо съединение в системата на свързващо вещество. Това изисква използването на скъпи мерки за тяхното управление или смяна на заместващо оборудване.

Трябва да се отбележи още един важен аспект. изисквани Комбиниране на системи за осигуряване на устойчивост на съвместната им работа. Комбинация слепя системи с променлив ток и извънредна среща в една система, като късо съединение, прекъсване на голям генериране на задвижването или работят заедно стабилност може да бъде нарушена, което може да доведе до спиране на тока на цели региони и, като следствие, голяма икономическа загуба. Този тъжен опит има много от развитите страни.

Горепосочените нежелани ефекти могат да бъдат избегнати чрез връзката DC за обединени системи. В този случай, напълно се елиминира проблемът на стабилност на съвместна работа и увеличаване на тока на късо съединение, и да се свързващо вещество система ще работи със същите или малко по-различни честоти, но асинхронно. Такова решение може да даде еднозначен "системен ефект", свързан с повишаването на ефективността и надеждността на системите за обединени както при нормална и при аварийни и следаварийни условия, като връзката DC предотвратява развитието на разпространението на откази, както се вижда от световната практика.

Ако DC линия използва за комбиниране на няколко системи, в този случай, всички тези системи могат да работят независимо един от друг, но заедно, за да си поделят властта. В този случай, на DC линия става шини за тези системи. В този авариен смущението в една от системите не ще бъдат прехвърлени към други, за разлика от това как тя ще бъде по отношение на променливия ток.

Системни реакции могат да се появят и в случаите, когато DC свържат настоящите шънт AC междусистемните комуникации. Тук, благодарение на неговата висока управляемост може да осигури преразпределение на властта потоци към тези отношения да се подобри ефективността на системите свързват помежду си, както и необходимостта да се запази стабилността на тяхната синхронна работа.

гв предаване може да покаже качеството им в друга област. Известно е, че една характеристика на хидравлични турбини е, че максимална ефективност при постоянна скорост на въртене на ротора, т.е. при постоянна честота променлив ток може да се постигне само при постоянно ниво на водата в течение (при постоянно налягане на водата, която е предназначена турбина) или негови незначителни вариации. Тези режими са възможни само за ВЕЦ с големи количества вода резервоари, когато резервоарът се пълни с нивото на проектиране. За всички останали завод в същото работна скорост на вала в експлоатация на резервоара и намаляване на налягането на водата на турбината ще намали неговата ефективност. По-специално, това явление ще се появи в приливната хидро и хидро с големи количества водни резервоари време на пълненето им.

За да се запази ефективността на най-високо ниво, в тези случаи, скоростта на турбината трябва да се промени, че ще се промени честотата на тока и променливо невъзможността да се издаде водноелектрическа система на AC линия се дължи на разликата в честотите на системата и водноелектрически генераторите. Когато се използва ВЕЦ връзка със системата DC връзка, е възможно в системата за разпределение на мощност при променлива скорост хидро-генератори, включително резервоара по време на пълнене, който може да продължи много години.

От изложените по-горе възможни области на прилагане на постоянен ток в електрическа енергия може да бъде определена. Те включват:

предаване на дълги разстояния, например от отдалечени водноелектрически или атомни електроцентрали. Разстояния се изчисляват може да бъде стотици или хиляди километри. Икономическа граница между постоянен и променлив ток, според различни оценки, може да бъде в диапазона 700-1000 км в зависимост от начина на условията, изискванията за надеждност, цени оборудване и други фактори;
пренос на електрическа енергия през големи водни;
дълбоко инжектират повече власт в центровете на големите градове;
Обратна връзка системи с променлив ток с различна номинална честота;
асинхронна комуникация на номиналната честота системи, което ще подобри способността за оцеляване на комбинираната система;
създаване на "DC автобус", който може да бъде свързан енергийни системи от различни региони или страни, работещи асинхронно или при различни честоти и не изпълняват изискването по законите за контрол на единство честота;
свързване към електроенергийната система работи с променлива скорост единици, което дава възможност за по-голяма ефективност от тези единици;
отделяне на пръстените, произтичащи от развитието на интегрирана система, която може да циркулира големи неконтролирани захранващи потоци.