Симметрирование нормального режима в четырёхпроводных трёхфазных линиях сверхвысокого напряжения
Ключевые слова:
четырёхпроводная трёхфазная линия, симметрирование нормального режима, устройство продольной компенсации, управляемый шунтирующий реактор, коэффициент несимметрии
Аннотация
Традиционные одноцепные линии сверхвысокого напряжения переменного тока, широко используемые во всём мире, характеризуются существенным недостатком: при возникновении наиболее вероятных однофазных устойчивых отказов линия отключается полностью. В статье рассматривается четырёхпроводная трёхфазная линия (ЧТЛ), одна фаза которой выполняется в виде двух полуфаз. Любая из полуфаз в аварийных режимах используется как резервная фаза, а в средней части других фаз для симметрирования режима и повышения пропускной способности включены устройства продольной компенсации (УПК). ЧТЛ обладает повышенной надёжностью, позволяя при устойчивых отказах перейти на работу в послеаварийном режиме с возможностью передачи не менее 50 % мощности исходного максимального режима. УПК, исключающие продольную несимметрию, могут располагаться не только в средней части линии, но и по её концам. Управляемые шунтирующие реакторы (УШР), снижающие поперечную несимметрию, размещаются по концам полуфаз. Задача симметрирования нормального режима состоит в определении параметров симметрирующих устройств (УПК и УШР) в зависимости от длины ЧТЛ и её конструктивных особенностей. Разработан алгоритм, позволяющий найти параметры симметрирующих устройств, обеспечивающих уровень несимметрии в допустимых пределах. Применительно к ЧТЛ напряжением 500 кВ заданной конструкции предложены простые соотношения для расчета параметров симметрирующих элементов в зависимости от длины линии.
Литература
1. Zhou H. et al. The China Southern Power Grid: Solutions to Operation Risks and Planning Challenges. – IEEE Power and Energy Magazine, 2016, vol. 14, No. 4, pp. 72–78, DOI: 10.1109/MPE.2016.2547283.
2. Электрические сети сверх- и ультравысокого напряжения ЕЭС России. Теоретические и практические основы. Т. 1: Электропередачи переменного тока / под ред. А.Ф. Дьякова. М.: НТФ Энергопрогресс, 2012, 696 с.
3. Arrillaga J., Liu Y.H., Watson N.R. Flexible Power Transmission. The HVDC Options. John Wiley & Sons, 2007, 377 p.
4. Tian X. et al. Review of the Configuration and Transient Stability of Large-Scale Renewable Energy Generation Through Hybrid DC Transmission. – CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2024, vol. 8, No. 2, pp. 115–126, DOI: 10.30941/CESTEMS.2024.00027.
5. Gomis-Bellmunt O. et al. Flexible Converters for Meshed HVDC Grids: From Flexible AC Transmission Systems (FACTS) to Flexible DC Grids. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 1, pp. 2–15, DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2939588.
6. Chen Q. et al. Techno-Economic Performance Evaluation of Medium-Low Voltage DC Distribution System. – 2020 IEEE International Conference on Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), 2020, DOI: 10.1109/ASEMD49065.2020.9276158.
7. Красильникова Т.Г., Махмудов К.А., Новиков Н.Л. Инновационная линия СВН и ее основные показатели. – Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики, 2022, вып. 73, с. 143–152.
8. Пат. RU 2765656 C1. Одноцепная линия электропередачи высокого или сверхвысокого напряжения / Г.И. Самородов, Т.Г. Красильникова, 2022.
9. Самородов Г.И. и др. Одноцепная линия сверхвысокого напряжения повышенной пропускной способности. – Электричество, 2022, № 8, с. 40–48.
10. Дмитриев М.В. и др. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы / под ред. Г.А. Евдокунина. СПб.: Родная Ладога, 2013, 280 с.
11. Скидан А.А. и др. Применение управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора в гибких электрических системах. – Энергетические установки и технологии, 2022, т. 8, № 2, с. 29–34.
12. Гашимов А.М., Гулиев Г.Б., Бабаева А.Р. Исследование режимов функционирования управляемых шунтирующих реакторов в электрических сетях напряжением 330 кВ и выше. –Электричество, 2024, № 11, с. 9–19.
13. Костенко М.В., Перельман Л.С., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. М.: Энергия, 1973, 272 с.
14. Мельников Н.А., Рокотян С.С., Шеренцис А.Н. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330−500 кВ. М.: Энергия, 1974, 472 с.
15. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
#
1. Zhou H. et al. The China Southern Power Grid: Solutions to Operation Risks and Planning Challenges. – IEEE Power and Energy Magazine, 2016, vol. 14, No. 4, pp. 72–78, DOI: 10.1109/MPE.2016.2547283.
2. Elektricheskie seti sverh- i ul’travysokogo napryazheniya EES Rossii. Teoreticheskie i prakticheskie osnovy. Tom 1: Elektroperedachi peremennogo toka (Ultra- and Ultra-High Voltage Electric Grids of the UES of Russia. Theoretical and Practical Foundations. Volume 1: AC Power Transmission) / Ed. by A.F. D’yakov. M.: NTF Energoprogress, 2012, 696 p.
3. Arrillaga J., Liu Y.H., Watson N.R. Flexible Power Transmission. The HVDC Options. John Wiley & Sons, 2007, 377 p.
4. Tian X. et al. Review of the Configuration and Transient Stability of Large-Scale Renewable Energy Generation Through Hybrid DC Transmission. – CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2024, vol. 8, No. 2, pp. 115–126, DOI: 10.30941/CESTEMS.2024.00027.
5. Gomis-Bellmunt O. et al. Flexible Converters for Meshed HVDC Grids: From Flexible AC Transmission Systems (FACTS) to Flexible DC Grids. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 1, pp. 2–15, DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2939588.
6. Chen Q. et al. Techno-Economic Performance Evaluation of Medium-Low Voltage DC Distribution System. – 2020 IEEE Interna-tional Conference on Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), 2020, DOI: 10.1109/ASEMD49065.2020.9276158.
7. Krasil’nikova T.G., Mahmudov K.A., Novikov N.L. Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol’shih sistem energetiki – in Russ. (Methodological Issues of Reliability Research of Large Energy System), 2022, iss. 73, pp. 143–152.
8. Pat. RU 2765656 C1. Odnotsepnaya liniya elektroperedachi vysokogo ili sverhvysokogo napryazheniya (Single-Circuit High or Ultra-High Voltage Power Transmission Line) / G.I. Samorodov, T.G. Krasil’nikova, 2022.
9. Samorodov G.I. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 8, pp. 40–48.
10. Dmitriev M.V. et al. Upravlyaemye podmagnichivaniem shuntiruyushchie reaktory (Magnetization-Controlled Shunt Reactors) / Ed. by G.A. Evdokunin. SPb.: Rodnaya Ladoga, 2013, 280 p.
11. Skidan A.A. et al. Energeticheskie ustanovki i tehnologii – in Russ. (Energy Installations and Technologies), 2022, vol. 8, No. 2, pp. 29–34.
12. Gashimov A.M., Guliev G.B., Babaeva A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2024, No. 11, pp. 9–19.
13. Kostenko M.V., Perel’man L.S., Shkarin Yu.P. Volnovye protsessy i elektricheskie pomehi v mnogoprovodnyh liniyah vysokogo napryazheniya (Wave Processes and Electrical Interference in Multi-Wire High Voltage Lines). M.: Energiya, 1973, 272 p.
14. Mel’nikov N.A., Rokotyan S.S., Sherentsis A.N. Proektirovanie elektricheskoy chasti vozdushnyh liniy elektroperedachi 330−500 kV (Design of the Electrical Part of 330–500 KV Overhead Power Lines). M.: Energiya, 1974, 472 p.
15. Pravila ustroystva elektroustanovok. Sed’moe izdanie (Rules of the Device of Electrical Installations. Seventh Edition). M.: Izd-vo NTS ENAS, 2003
2. Электрические сети сверх- и ультравысокого напряжения ЕЭС России. Теоретические и практические основы. Т. 1: Электропередачи переменного тока / под ред. А.Ф. Дьякова. М.: НТФ Энергопрогресс, 2012, 696 с.
3. Arrillaga J., Liu Y.H., Watson N.R. Flexible Power Transmission. The HVDC Options. John Wiley & Sons, 2007, 377 p.
4. Tian X. et al. Review of the Configuration and Transient Stability of Large-Scale Renewable Energy Generation Through Hybrid DC Transmission. – CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2024, vol. 8, No. 2, pp. 115–126, DOI: 10.30941/CESTEMS.2024.00027.
5. Gomis-Bellmunt O. et al. Flexible Converters for Meshed HVDC Grids: From Flexible AC Transmission Systems (FACTS) to Flexible DC Grids. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 1, pp. 2–15, DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2939588.
6. Chen Q. et al. Techno-Economic Performance Evaluation of Medium-Low Voltage DC Distribution System. – 2020 IEEE International Conference on Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), 2020, DOI: 10.1109/ASEMD49065.2020.9276158.
7. Красильникова Т.Г., Махмудов К.А., Новиков Н.Л. Инновационная линия СВН и ее основные показатели. – Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики, 2022, вып. 73, с. 143–152.
8. Пат. RU 2765656 C1. Одноцепная линия электропередачи высокого или сверхвысокого напряжения / Г.И. Самородов, Т.Г. Красильникова, 2022.
9. Самородов Г.И. и др. Одноцепная линия сверхвысокого напряжения повышенной пропускной способности. – Электричество, 2022, № 8, с. 40–48.
10. Дмитриев М.В. и др. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы / под ред. Г.А. Евдокунина. СПб.: Родная Ладога, 2013, 280 с.
11. Скидан А.А. и др. Применение управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора в гибких электрических системах. – Энергетические установки и технологии, 2022, т. 8, № 2, с. 29–34.
12. Гашимов А.М., Гулиев Г.Б., Бабаева А.Р. Исследование режимов функционирования управляемых шунтирующих реакторов в электрических сетях напряжением 330 кВ и выше. –Электричество, 2024, № 11, с. 9–19.
13. Костенко М.В., Перельман Л.С., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. М.: Энергия, 1973, 272 с.
14. Мельников Н.А., Рокотян С.С., Шеренцис А.Н. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330−500 кВ. М.: Энергия, 1974, 472 с.
15. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
#
1. Zhou H. et al. The China Southern Power Grid: Solutions to Operation Risks and Planning Challenges. – IEEE Power and Energy Magazine, 2016, vol. 14, No. 4, pp. 72–78, DOI: 10.1109/MPE.2016.2547283.
2. Elektricheskie seti sverh- i ul’travysokogo napryazheniya EES Rossii. Teoreticheskie i prakticheskie osnovy. Tom 1: Elektroperedachi peremennogo toka (Ultra- and Ultra-High Voltage Electric Grids of the UES of Russia. Theoretical and Practical Foundations. Volume 1: AC Power Transmission) / Ed. by A.F. D’yakov. M.: NTF Energoprogress, 2012, 696 p.
3. Arrillaga J., Liu Y.H., Watson N.R. Flexible Power Transmission. The HVDC Options. John Wiley & Sons, 2007, 377 p.
4. Tian X. et al. Review of the Configuration and Transient Stability of Large-Scale Renewable Energy Generation Through Hybrid DC Transmission. – CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2024, vol. 8, No. 2, pp. 115–126, DOI: 10.30941/CESTEMS.2024.00027.
5. Gomis-Bellmunt O. et al. Flexible Converters for Meshed HVDC Grids: From Flexible AC Transmission Systems (FACTS) to Flexible DC Grids. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 1, pp. 2–15, DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2939588.
6. Chen Q. et al. Techno-Economic Performance Evaluation of Medium-Low Voltage DC Distribution System. – 2020 IEEE Interna-tional Conference on Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), 2020, DOI: 10.1109/ASEMD49065.2020.9276158.
7. Krasil’nikova T.G., Mahmudov K.A., Novikov N.L. Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol’shih sistem energetiki – in Russ. (Methodological Issues of Reliability Research of Large Energy System), 2022, iss. 73, pp. 143–152.
8. Pat. RU 2765656 C1. Odnotsepnaya liniya elektroperedachi vysokogo ili sverhvysokogo napryazheniya (Single-Circuit High or Ultra-High Voltage Power Transmission Line) / G.I. Samorodov, T.G. Krasil’nikova, 2022.
9. Samorodov G.I. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 8, pp. 40–48.
10. Dmitriev M.V. et al. Upravlyaemye podmagnichivaniem shuntiruyushchie reaktory (Magnetization-Controlled Shunt Reactors) / Ed. by G.A. Evdokunin. SPb.: Rodnaya Ladoga, 2013, 280 p.
11. Skidan A.A. et al. Energeticheskie ustanovki i tehnologii – in Russ. (Energy Installations and Technologies), 2022, vol. 8, No. 2, pp. 29–34.
12. Gashimov A.M., Guliev G.B., Babaeva A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2024, No. 11, pp. 9–19.
13. Kostenko M.V., Perel’man L.S., Shkarin Yu.P. Volnovye protsessy i elektricheskie pomehi v mnogoprovodnyh liniyah vysokogo napryazheniya (Wave Processes and Electrical Interference in Multi-Wire High Voltage Lines). M.: Energiya, 1973, 272 p.
14. Mel’nikov N.A., Rokotyan S.S., Sherentsis A.N. Proektirovanie elektricheskoy chasti vozdushnyh liniy elektroperedachi 330−500 kV (Design of the Electrical Part of 330–500 KV Overhead Power Lines). M.: Energiya, 1974, 472 p.
15. Pravila ustroystva elektroustanovok. Sed’moe izdanie (Rules of the Device of Electrical Installations. Seventh Edition). M.: Izd-vo NTS ENAS, 2003
