Пути повышения пропускной способности дальних линий электропередачи.

Схема электропередачи

 

Одной из основных характеристик электропередачи является её пропускная способность, то есть та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учётом ограничивающих факторов: предельной мощности по условиям устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и т.д. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного тока, связана с её протяжённостью и напряжениями зависимостью , где U₁ и U₂ — напряжения в начале и в конце ЛЭП,

Z_c — волновое сопротивление ЛЭП, α — коэффициент изменения фазы, характеризующий поворот вектора напряжения вдоль линии на единицу её длины (обусловленный волновым характером распространения электромагнитного поля), l — протяжённость ЛЭП, δ — угол между векторами напряжения в начале и в конце линии, характеризующий режим электропередачи и её устойчивость.

Предельная передаваемая мощность достигается при δ = 90°, когда sinδ = 1. Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближённо считать, что максимальная передаваемая мощность примерно пропорциональна квадрату напряжения, а стоимость сооружения ЛЭП пропорциональна напряжению. Поэтому в развитии электропередач наблюдается тенденция к увеличению напряжения как к главному средству повышения пропускной способности ЛЭП. Предельные значения напряжении ЛЭП, связанные с возможнымиперенапряжениями, ограничиваются изоляцией ЛЭП и электрической прочностью воздуха (см. Техника высоких напряжений). Повышение пропускной способности ЛЭП переменного тока возможно и путём усовершенствования конструкции линии, а также посредством включения различных компенсирующих устройств.

Компенсирующие устройства в электрической системе, предназначены для компенсации реактивных параметров сетей [например, линий электропередачи (ЛЭП) переменного тока] и реактивной мощности, потребляемой нагрузками и элементами электрической системы. В качестве компенсирующих устройств на ЛЭП используются продольно включаемые батареи электрических конденсаторов (см. Продольная компенсация), а также поперечно включаемые электрические реакторы и синхронные компенсаторы (см. Сихронный компенсатор, поперечная компенсация), которые устанавливаются на концевых или промежуточных подстанциях ЛЭП. Эти Компенсирующие устройства предназначены для увеличения пропускной способности электрической линии и улучшения технико-экономических показателей работы ЛЭП (снижения потерь активной мощности, обеспечения требуемых значений напряжения при различных нагрузках и др.). Для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками, (асинхронными двигателями, электролизными установками и др.) и элементами электрической системы, применяют поперечно включаемые батареи электрических конденсаторов, синхронные компенсаторы и синхронные двигатели, работающие в режиме перевозбуждения. Эти компенсирующие устройства предназначены для обеспечения реактивной мощностью потребителей электроэнергии при желаемых значениях напряжений, а также для уменьшения потерь активной мощности в элементах электрической сети. Управляемые компенсирующие устройства (регулируемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы и двигатели с автоматическим регулированием возбуждения) используются также в качестве устройств автоматического регулирования напряжения в электрической системе. Мощность и местоположение компенсирующих устройств определяются технико-экономическими показателями, получаемыми из расчёта.

Так, например, на ЛЭП напряжением 330кВ и выше используется «расщепление» проводов в каждой фазе на несколько электрически связанных между собой проводников; при этом индуктивное сопротивление линии уменьшается, а ёмкостная проводимость увеличивается, что ведёт к снижению Zc и уменьшению α. Одним из способов повышения пропускной способности ЛЭП является сооружение «разомкнутых» линий, у которых на опорах подвешиваются провода двух цепей таким образом, что провода разных фаз оказываются сближенными между собой.