ПОВЫШЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ МЕТОДОМ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ВОЛНОВУЮ ДЛИНУ

Liniyaning o‘tkazuvchanlik qobiliyatini oshirish muammosi dolzarbdir. Ishda to‘lqin qarshiligi va to‘lqin uzunligiga kombinatsiyalashgan ta‘sir ko‘rsatish yo‘li bilan liniyaning o‘tkazuvchanlik qobiliyatini oshirish usullaridan biri tahlil qilingan.

УДК:621.311 ПОВЫШЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ МЕТОДОМ КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ВОЛНОВУЮ ДЛИНУ Элчиева Малика Сейталиевна-к.э.н.доцент, Андаева Замира Туратовна-доцент, Эрмек уулу Бекназар-магистрант, Ошский технологический университет https://doi.org/10.5281/zenodo.10645900 Аннотация: Проблема повышения пропускной способности линии актуальна. В работе проанализирован один из способов повышения пропускной способности линии путем комбинированного воздействия на волновое сопротивление и волновую длину Ключевые слова: пропускная способность, линия, волновое сопротивление. волновая длина, напряжение

INCREASING LINE CAPACITY USING A COMBINED EFFECT ON CHARACTERISTIC IMPEDANCE AND WAVELENGTH Abstract: The problem of increasing line capacity is relevant. The work analyzes one of the ways to increase the capacity of a line through a combined effect on the characteristic impedance and wavelength Key words: throughput, line, characteristic impedance. wavelength, voltage

ВВЕДЕНИЕ Проблема увеличения пропускной способности существующих магистральных воздушных линий электропередачи напряжением 500кВ приобретает свою актуальность. Воздушные линии электропередачи являются основным инструментом транспортировки электроэнергии[2]. Поэтому, с целью повышения их пропускной способности для передачи по ним растущих мощностей на фоне постоянного роста энергопотребления требуется их модернизация. В связи с этим, проблема повышения пропускной способности ВЛ напряжением 500 кВ, как основных «транзитеров» электрической энергии, сохраняет свою актуальность и в настоящее время.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Решение проблемы увеличение пропускной способности линии электропередач сверхвысокого напряжения, в свою очередь, является не простой задачей, поскольку принцип работы воздушных линий электропередач сверхвысокого напряжения (свыше 220 кВ) отличается от принципа работы воздушной линии более низкого класса напряжения. В работе воздушных линий наблюдается следующая закономерность: чем выше класс напряжения линии и ее длина, тем сильней выражены свойства линии, обусловленные волновым характером передачи электроэнергии. К тому же для линий сверхвысокого напряжения начинают накладываться требования по обеспечению статической и динамической устойчивости[1]. Например, пропускная способность линии 35 кВ ограничивается только нагревом её проводов и поэтому, в случае короткого замыкания или обрыва провода на ней, особых возмущений в системе не происходит. Но при коротком замыкании на линии 500 кВ или при обрыве провода на ней, возмущения в системе будут заметными. При этом пропускная способность линии 500 кВ уже не зависит от ограничений по нагреву её проводов, а определяется волновым характером передачи электроэнергии, балансом реактивной мощности в линии, статической и динамической устойчивостью. Поэтому, увеличение пропускной способности линии электропередач напряжением 500 кВ представляет из себя более сложную задачу.

Для решения задачи по увеличению пропускной способности линии электропередачи сверхвысокого напряжения в электроэнергетике существует метод комбинированного воздействия на волновое сопротивление и волновую длину.

Сущность этого способа заключается в параллельном или последовательном включения в линию электропередачи компенсирующих устройств имеющих емкостной характер (конденсаторов). При этом, желаемый эффект достигается только при выполнении следующих обязательных требований:

1) равномерное распределение компенсирующих устройств вдоль рассматриваемой линии 2) минимально возможные расстояния между устанавливаемыми КУ.

Индуктивность, накапливаемая в ВЛЭП 500 кВ во время ее работы, является основным фактором, препятствующим увеличению ее пропускной способности. Поэтому данный способ увеличения пропускной способности ВЛЭП исключает применение компенсирующих устройств, имеющих индуктивный характер. В этом случае применение КУ с индуктивным характером приведет только к обратному эффекту. Схемы параллельного и последовательного включения компенсирующих устройств представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Равномерно распределённая ёмкостная компенсация: а) параллельная, б) последовательная. Дополнительная удельная ёмкостная проводимость b0k, которую создают параллельные компенсирующие устройства определяется следующим выражением: 𝑏0𝑘 = ∑ 𝑏𝑘 ⁄ℓ Тогда волновое сопротивление компенсированной линии можно определить по следующему выражению: 𝑋 1 𝑍вк = √𝑏 +𝑏0 = 𝑍𝐵 √1+𝑘 0 0𝑘 𝑏

где kb= b0k / b0. Максимальная мощность, которую можно передать по длинной линии без потерь будет в случае, когда длина линии будет равна длине ее электромагнитной волны λ. При частоте 50 Гц длинна волны λ будет 6000 км. Соответственно, фазный коэффициент изменения электромагнитной волны βk и волновая длина линии с компенсацией λк будут значительно больше, чем в случае аналогичной линии той же длины, но без компенсации[3]. Следовательно, одной четверти волны компенсированной линии будет соответствовать четверть длины волны λк/4 не меньше чем 1500 км. Тогда мощность, передаваемую по ЛЭП при параллельной компенсации, можно найти как: 𝑈2 𝑃 = 𝑍 𝑠𝑖𝑛𝜆 𝑠𝑖𝑛𝛿 вк 𝑘 где λк- длина волны линии с компенсацией; Zвк- волновое сопротивление компенсированной линии.

Разделив мощность P передаваемую по компенсированной линии на натуральную мощность Рнат, получим: Р √1+𝑘𝑏 = 𝑠𝑖𝑛𝛿 Рнат sin⁡√1+𝑘𝑏 𝛽0 ℓ Максимальная мощность, передаваемая в линии, будет определяться следующим выражением: √1+𝑘𝑏 𝑃𝑚𝑎𝑥 = sin⁡√1+𝑘𝑏 𝛽0 ℓ Величину удельного продольного ёмкостного сопротивления при использовании последовательной ёмкостной компенсации можно определить следующим выражением: ∑𝑥 𝑥0𝑘 = − ℓ 𝑘 Величину волнового сопротивления Zck для компенсированной линии можно определить по следующему выражению: 𝑍вк = 𝑍в √1 − 𝑘𝑥 где Kx = x0k / x0 Волновое сопротивление Zвк компенсированной линии, как и при параллельном включении будет меньше, чем волновое сопротивление Zв у линии без компенсации. Величину фазового коэффициента распространения электромагнитной волны βk для компенсированной линии можно определить выражением: 𝑥 −𝑥 𝛽0𝑘 = √ 0 𝑏 0𝑘

Фазный коэффициент β0k и волновая длина линии λк компенсированной линии будут также меньше чем у линии без компенсации, а четверти волны λк/4 компенсированной линии будет соответствовать длина больше 1500 км. К достоинствам устройств продольной компенсации можно отнести: 1) безынерционность действия; 2) отсутствие вращающихся частей; 3) компенсация осуществляется достаточно просто; 4) возможна довольно большая степень компенсации. К недостаткам продольной компенсации устройствами УПК можно отнести: 1) нерегулируемость напряжения в сети; 2) сложности управления при переменной нагрузке; 3) возникновение перенапряжений при резких изменениях нагрузки. В связи с этим, УПК работают быстро, и имеют простое устройство.

ВЫВОДЫ По сравнению с поперечной и продольная емкостная компенсация является достаточно простой. А также является эффективным средством повышения пропускной способности линии электропередач.