RU2025018C1 - Method of control over mode of power transmission - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical power engineering. SUBSTANCE: deep change of voltage of high-voltage power line in function of its load is carried out with the aid of line transformers. Determined optimum value of this voltage conforming to minimum of losses is kept in line by control over excitation of line transformers. At maximum level of voltage of high-voltage line transformers are switched over to supply shunting reactors. Control over their power in function of line load is conducted by change of excitation of line transformers. EFFECT: increased reliability of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического управления режимом электропередачи, определяемым ее нагрузкой и напряжением на высоковольтной линии (ВЛ). The invention relates to the electric power industry and can be used to automatically control the power transmission mode determined by its load and voltage on the high-voltage line (VL).

Известен способ управления электропередачей, согласно которому в режимах малой ее загрузки размыкают ВЛ в точке между трансформаторами промежуточной подстанции, оставляя разомкнутые участки ВЛ связанными через трансформаторы на более низком напряжении [1]. Кроме того, способом [1] предусматривается отключение ВЛ между двумя подстанциями от сети высокого напряжения и подключение ее к шинам более низкого напряжения этих подстанций. Указанные операции производятся для увеличения потребления реактивной мощности и снижения генерации емкостной мощности ВЛ. Осуществление операций способа [1] приводит к значительному понижению пропускной способности электропередачи, что является его недостатком. A known method of power transmission control, according to which in low load modes, open the overhead line at a point between the transformers of the intermediate substation, leaving open sections of the overhead line connected through transformers at a lower voltage [1]. In addition, the method [1] provides for disconnecting the overhead line between two substations from the high voltage network and connecting it to the lower voltage buses of these substations. These operations are performed to increase the consumption of reactive power and reduce the generation of capacitive power of overhead lines. The implementation of the operations of the method [1] leads to a significant reduction in transmission capacity, which is its disadvantage.

Известно также устройство регулирования напряжения подстанции с реакторами, подключенными к первичным шинам подстанции через трансформатор с РПН [2]. При повышении напряжения на ВЛ регулятор воздействует на РПН дополнительного трансформатора, что приводит к повышению напряжения на реакторах и увеличению потребляемой ими мощности, которая зависит от квадрата напряжения. Увеличение этой мощности вызывает снижение напряжения на шинах подстанции. Мощность реактора должна быть выбрана не больше величины, которая при его включении или отключении приводит к изменению напряжения, равному регулировочному диапазону трансформатора с РПН. Этот диапазон обычно не превышает 15% , поэтому расчетная мощность реакторов получается небольшой, что вызывает увеличение их числа в группе. Для реализации системы [2] требуется дополнительный трансформатор с РПН, значительное число реакторов, подключаемых к шинам через выключатели, устройство управления и т.д. Все это усложняет схему и делает ее мало надежной в эксплуатации. There is also a device for regulating the voltage of a substation with reactors connected to the primary buses of the substation through a transformer with on-load tap-changer [2]. With increasing voltage on the overhead line, the regulator acts on the on-load tap-changer of the additional transformer, which leads to an increase in the voltage on the reactors and an increase in the power consumed by them, which depends on the square of the voltage. An increase in this power causes a decrease in voltage on the substation tires. The reactor power should be selected no more than the value which, when it is turned on or off, leads to a voltage change equal to the regulation range of the transformer with on-load tap-changer. This range usually does not exceed 15%; therefore, the design capacity of the reactors is small, which causes an increase in their number in the group. To implement the system [2], an additional transformer with on-load tap-changer, a significant number of reactors connected to the buses via switches, a control device, etc. are required. All this complicates the circuit and makes it less reliable in operation.

Цель изобретения - повышение эффективности управления электропередачей, включающей ВЛ с линейными трансформаторами (ЛТ). The purpose of the invention is to increase the efficiency of power transmission management, including overhead lines with linear transformers (LT).

ЛТ используется для глубокого изменения напряжения ВЛ и реактивной мощности шунтирующих реакторов (ШР) в процессе изменения нагрузки электропередачи. Повышение нагрузки сопровождается увеличением напряжения ВЛ, которое осуществляется ЛТ, включенными в рассечку ВЛ в отправном и приемном узлах. По параметрам ВЛ и ее нагрузки определяется оптимальное значение напряжения, которое поддерживается на ВЛ регулированием возбуждения ЛТ. Затем включают ЛТ последовательно с ШР и производят изменение его мощности путем регулирования возбуждения ЛТ в функции параметров ВЛ и ее нагрузки. При дальнейшем увеличении нагрузки отключают ШР, а ЛТ переключают на повышение напряжения ВЛ в рамках ограничений по предельно допустимому уровню. LT is used to deeply change the voltage of the overhead line and the reactive power of shunt reactors (SR) in the process of changing the load of the power transmission. The increase in load is accompanied by an increase in the voltage of the overhead line, which is carried out by the RT, included in the dissection of the overhead line in the sending and receiving nodes. By the parameters of the overhead line and its load, the optimal voltage value is determined, which is supported on the overhead line by controlling the excitation of the RT. Then, the LT is switched on in series with the SR and a change in its power is made by regulating the excitation of the LT as a function of the OHL parameters and its load. With a further increase in load, the SR is turned off, and the LT switch to increase the voltage of the overhead line within the limits on the maximum permissible level.

Реактивная мощность, потребляемая (генерируемая) ВЛ, зависит от ее нагрузки S и определяется выражением
Q_вл=

- P

sinλ ,
(1) где Р_н - натуральная мощность ВЛ; λ - волновая длина ВЛ.The reactive power consumed (generated) by the overhead line depends on its load S and is determined by the expression
Q _ow =

- P

sinλ,
(1) where R _n is the natural power of the overhead line; λ is the wavelength of the overhead line.

При S < P_н ВЛ генерирует избыточную мощность, которая расходуется в энергосистемах. Для ограничения перенапряжений, вызываемых избыточной генерацией, на ВЛ устанавливаются шунтирующие реакторы (ШР). Опыт эксплуатации энергосистем показал невысокую эффективность применения ШР из-за ограничений по числу допустимых коммутаций высоковольтных выключателей (ВВ), посредством которых ШР подключаются к ВЛ. В результате ШР часто не отключаются при больших нагрузках ВЛ, что приводит к увеличению потерь и снижению пропускной способности электропередач. Управляемые шунтирующие реакторы (УШР) могут плавно изменять потребляемую мощность, не требуют в ряде случаев использования ВВ и имеют быстродействующее управление. Однако применение их осложняется наличием гармонии в потребляемом токе, что вызывает дополнительные расходы на устройства подавления этих гармоник.When S <P _{n, the} overhead line generates excess power, which is consumed in power systems. To limit overvoltages caused by excessive generation, shunt reactors (SR) are installed on the overhead lines. The experience of operating power systems has shown low efficiency of SR application due to limitations on the number of permissible switching of high-voltage circuit breakers (BB), through which SR are connected to the overhead line. As a result, ballasts often do not turn off at high overhead loads, which leads to increased losses and reduced transmission capacity. Controlled shunt reactors (CShR) can smoothly change the power consumption, do not require the use of explosives in some cases, and have high-speed control. However, their use is complicated by the presence of harmony in the current consumption, which causes additional costs for devices for suppressing these harmonics.

Наиболее эффективными способами управления мощностью УШР является способы, основанные на глубоком регулировании напряжения на зажимах реактора. Мощность реактора Q_шр = U² _шр ^. b_шр при постоянстве его проводимости b_шр определяется квадратом напряжения U² _шр на его зажимах. Напряжение U_шр можно регулировать изменением коэффициента трансформации питающего ШР трансформатора или автотрансформатора, использованием различных реактивных делителей напряжения и т.п. По предлагаемому способу напряжение U_шр регулируется линейным трансформатором, основное назначение которого - изменение напряжения на ВЛ в функции ее нагрузки.The most effective ways to control the power of CSR are methods based on deep voltage regulation at the terminals of the reactor. Reactor power Q = U ² _{wp ^wp.} b _cp with constant conductivity b _cc is determined by the square of the voltage U ² _cp at its terminals. The voltage U _wr can be controlled by changing the transformation coefficient of the supply WR transformer or autotransformer, using various reactive voltage dividers, etc. According to the proposed method, the voltage U _{w is} regulated by a linear transformer, the main purpose of which is to change the voltage on the overhead line as a function of its load.

Из уравнения для натуральной мощности ВЛ Р_н = 3U_ф ²/Z_в, где U_ф - фазовое напряжение ВЛ; Z_в - волновое сопротивление ВЛ, следует, что Р_н может эффективно регулироваться путем изменения напряжения U_ф. С изменением нагрузки ВЛ S можно так регулировать величину U_ф, чтобы значение и знак реактивной мощности Q_вл, определяемые выражением [1], соответствовали заданным.From the equation for the natural power of the overhead line R _n = 3U _f ² / Z _in , where U _f - phase voltage of the overhead line; Z _in - wave resistance of VL, it follows that R _n can be effectively regulated by changing the voltage U _f . With a change in the load of the overhead line S, it is possible to adjust the value of U _f so that the value and sign of the reactive power Q _ow determined by the expression [1] correspond to the given ones.

В настоящее время серийно выпускаются ЛТ на напряжение до 35 кВ с проходной мощностью до 180 МВА и диапазоном регулирования ±15%. Последовательные трансформаторы (ПТ), выполняющие ту же функцию, что и ЛТ, изготовляются на значительно большие мощности (до 250 МВА) для работы совместно с автотрансформаторами напряжением до 750 кВ. Currently, light-emitting diodes for voltage up to 35 kV with a throughput of up to 180 MVA and a control range of ± 15% are commercially available. Serial transformers (PT), performing the same function as the LT, are manufactured at significantly higher capacities (up to 250 MVA) for operation together with autotransformers up to 750 kV.

Обмотка возбуждения ЛТ получает питание от специального регулировочного трансформатора (РТ), имеющего систему РПН. Первичная обмотка РТ подключается к шинам низкого напряжения подстанции. Мощность ЛТ определяется величиной максимальной ЭДС его вторичной обмотки, включаемой последовательно в ВЛ. Реактивное сопротивление ЛТ, отнесенное к напряжению ВЛ, невелико и обычно составляет величину порядка 2%. Потери мощности в них как правило не превышают 0,5% от проходной мощности. The excitation winding of the RT receives power from a special control transformer (RT) having an on-load tap-changer system. The primary winding of the RT is connected to the substation low voltage buses. RT power is determined by the value of the maximum EMF of its secondary winding, which is included in series in the overhead line. The reactance of the RT, referred to the voltage of the overhead line, is small and usually amounts to about 2%. Power losses in them usually do not exceed 0.5% of the throughput power.

Современный уровень трансформаторостроения позволяет осуществить изготовление ЛТ на более высокие напряжения (220-500 кВ) и значительно большие проходные мощности. Это необходимо для реализации глубокого изменения напряжения на межсистемных связях, обладающих большими зарядными мощностями. The current level of transformer construction allows the manufacture of light-emitting diodes at higher voltages (220-500 kV) and significantly higher throughput capacities. This is necessary to implement a profound change in voltage at intersystem connections with large charging capacities.

Уменьшение напряжения на ВЛ для ограничения генерации избыточной емкостной мощности приводит к снижению предела статической устойчивости электропередачи. Снижение предела не должно вызывать уменьшение коэффициента запаса по активной мощности электропередачи против нормативного значения. Reducing the voltage on the overhead line to limit the generation of excess capacitive power leads to a decrease in the limit of static stability of power transmission. A decrease in the limit should not cause a decrease in the safety factor for active power transmission against the standard value.

Повышение напряжения на ВЛ зависит от значения ее номинального напряжения и не превышает 5-10%. Проведенные исследования показали, например, что ВЛ-500 кВ могут длительное время работать при повышенном напряжении 550 кВ. Это позволяет увеличить натуральную мощность ВЛ примерно на 20%, что весьма существенно при дефиците реактивной мощности в энергосистеме. The increase in voltage on the overhead line depends on the value of its rated voltage and does not exceed 5-10%. Studies have shown, for example, that VL-500 kV can operate for a long time at an increased voltage of 550 kV. This allows you to increase the natural power of the overhead line by about 20%, which is very significant when there is a shortage of reactive power in the power system.

По технологии изобретения производится регулирование напряжения на ВЛ и напряжения на зажимах ШР. Обе операции предназначены для гибкого управления генерируемой (потребляемой) мощностью ВЛ при изменении ее нагрузки. Напряжение на ВЛ и ШР изменяется с помощью ЛТ, включаемых в рассечку ВЛ в отправном и приемном узлах. При малой загрузке ВЛ (S < P_н) ШР включаются на полное напряжение шин, а напряжение на ВЛ регулируется по оптимальному уровню, удовлетворяющему минимуму потерь мощности. Затем снижается потребляемая мощность ШР (процесс заканчивается отключением ШР). При дальнейшем росте нагрузки ВЛ производится повышение напряжения с учетом ограничений по максимально допустимому значению.According to the technology of the invention, the voltage on the overhead line and the voltage at the terminals of the SR are regulated. Both operations are designed for flexible control of the generated (consumed) power of the overhead line when changing its load. The voltage on the overhead line and the ballast changes with the help of LTs included in the cut-off of the overhead line at the sending and receiving nodes. With a small load of the overhead line (S <P _n ), the ballasts are turned on at the full voltage of the buses, and the voltage at the overhead line is regulated to the optimum level that satisfies the minimum power loss. Then the power consumption of the ballast is reduced (the process ends with the shutdown of the ballast). With a further increase in the overhead line load, the voltage is increased taking into account the restrictions on the maximum permissible value.

На чертеже приведена схема осуществления способа управления режимом электропередачи. The drawing shows a diagram of a method for controlling the transmission mode.

Схема содержит шины 1 передающей энергосистемы, ВЛ 2, шины 3 приемной энергосистемы, линейный трансформатор 4, последовательную обмотку 5 ЛТ, обмотку возбуждения 6 ЛТ, регулировочный трансформатор 7, устройство 8 регулирования напряжения под нагрузкой РТ, двухпозиционные переключатели 9, 10 и 11,датчик 12 величины перетока мощности ВЛ, датчик 13 напряжения ВЛ, регулятор 14 режима электропередачи, канал 15 телеуправления, приемное устройство 16 телеуправления, шунтирующий реактор 17. The circuit contains buses 1 of the transmitting power system, VL 2, buses 3 of the receiving power system, a linear transformer 4, a series winding of 5 LT, an excitation winding of 6 LT, an adjustment transformer 7, a device 8 for regulating voltage under load RT, on / off switches 9, 10 and 11, a sensor 12 values of overhead power flow, overhead voltage sensor 13, power transmission mode regulator 14, remote control channel 15, remote control receiver 16, shunt reactor 17.

Схема работает следующим образом. The scheme works as follows.

Шины 1 передающей и шины 3 приемной энергосистем соединены ВЛ 2, в рассечку которой включены последовательные обмотки 5 ЛТ 4. Обмотки возбуждения 6 ЛТ питаются от регулировочных трансформаторов 7, снабженных устройствами 8 РПН. Первичные обмотки РТ подключаются к шинам низкого напряжения подстанций. Напряжение на ВЛ контролируется датчиком 13, а передаваемая мощность - датчиком 12. Регулятор 14 вырабатывает управляющие воздействия на переключение ответвлений трансформаторов 7 и коммутацию переключателей 9-11. В приемную энергосистему эти воздействия передаются посредством канала 15 телеуправления. Transmission bus 1 and bus 3 of the receiving power system are connected by an overhead line 2, the cutoff of which includes sequential windings of 5 LT 4. The excitation windings of 6 LT are powered by control transformers 7 equipped with on-load tap-changers 8. RT primary windings are connected to substation low voltage buses. The voltage on the overhead line is controlled by the sensor 13, and the transmitted power by the sensor 12. The controller 14 generates control actions on the switching of the branches of the transformers 7 and the switching of the switches 9-11. These effects are transmitted to the receiving power system via the remote control channel 15.

В режимах низкой загрузки ВЛ (S < P_н) требуется уменьшение генерируемой ВЛ емкостной мощности и поглощение ее избыточных значений. Первое осуществляется снижением напряжения ВЛ посредством введения в канал передачи отрицательной ЭДС в передающем узле и положительной ЭДС в приемной узле; второе - путем подключения в отправной и приемный узлы ВЛ шунтирующих реакторов 17. В этом режиме включены переключатели 10, 11 и отключены переключателем 9. Требуемое значение ЭДС ЛТ определяется величиной напряжения на его обмотке возбуждения 6, регулируемое системой РПН 8 трансформаторов 7. Глубина снижения напряжения ВЛ определяется максимальным значением ЭДС ЛТ и ограничениями на величину диапазона изменения напряжения по условиям устойчивости электропередачи. При значении добавочной ЭДС 0,15-0,30 отн.ед. требуемая мощность ШР уменьшается на 0,28-0,50 отн.ед. Однако снижение расчетной мощности ШР идет за счет повышения мощности ЛТ, которая определяется величиной его максимальной ЭДС.In the low load conditions of the overhead line (S <P _n ), a decrease in the generated overhead line capacitive power and absorption of its excess values is required. The first is carried out by reducing the overhead line voltage by introducing into the transmission channel a negative EMF in the transmitting node and a positive EMF in the receiving node; the second - by connecting shunt reactors 17 to the overhead and receiving nodes of the overhead line 17. In this mode, the switches 10, 11 are turned on and turned off by the switch 9. The required EMF value of LT is determined by the voltage value on its field winding 6, regulated by the on-load tap-changer system 8 of transformers 7. Depth of voltage drop The overhead line is determined by the maximum value of the EMF of the LT and the restrictions on the magnitude of the range of voltage changes under the conditions of stability of power transmission. When the value of the additional EMF of 0.15-0.30 rel. the required power of the SR decreases by 0.28-0.50 rel. However, the decrease in the design power of the SR is due to an increase in the power of the RT, which is determined by the value of its maximum EMF.

Посредством переключателей 11 ШР соединяются с шинами энергосистем и имеют на своих зажимах напряжения, превышающие напряжение ВЛ на величину ЭДС ЛТ. Таким образом, обеспечивается максимальное потребление мощности ШР при сниженной генерации емкостной мощности ВЛ. By means of the switches 11, the SRs are connected to the buses of the power systems and have voltages at their terminals that exceed the voltage of the overhead line by the magnitude of the EMF LT. Thus, the maximum power consumption of the SR is ensured with reduced generation of the capacitive power of the overhead line.

По мере повышения загрузки ВЛ повышается и напряжение на ВЛ путем снижения ЭДС ЛТ. Наступает момент, когда эта ЭДС становится равной нулю (отсутствует возбуждение ЛТ) и может быть включен переключатель 9, шунтирующий переключатель 10. Затем отключается переключатель 10 практически без разрыва цепи тока, так как ШР получает питание от шин через переключатель 9 и последовательную обмотку 5 линейного трансформатора 4. As the load of the overhead line increases, the voltage on the overhead line increases by reducing the emf of the light source. There comes a time when this EMF becomes zero (there is no excitation of LT) and switch 9, bypass switch 10 can be turned on. Then switch 10 is turned off almost without breaking the current circuit, since the SR receives power from the buses through switch 9 and the serial winding 5 of the linear transformer 4.

При дальнейшем повышении нагрузки ВЛ мощность реактора принудительно снижается путем регулирования ЭДС ЛТ 4. Если максимальное значение ЭДС, например, равно 0,3-0,5 отн.ед., то потребляемая реактором мощность может быть снижена на 0,5-0,75 отн. ед. При сниженном напряжении и потребляемой мощности упрощаются условия коммутации переключателя 11. Может быть использован коммутационный аппарат на пониженное напряжение и разрывную мощность. Если применить, например, форсировку возбуждения ЛТ, то практически полностью скомпенсируется напряжение ВЛ и ток ШР снижается до нуля. Кратковременная форсировка ЭДС ЛТ допустима по режиму работы трансформатора, однако требует повышения расчетного напряжения между зажимами последовательной обмотки ЛТ, включаемой в рассечку ВЛ. Как показали исследования, отказ от использования высоковольтного выключателя на порядок снижает стоимость установки компенсации зарядной мощности ВЛ. With a further increase in the overhead line load, the reactor power is forcibly reduced by regulating the EMF of LT 4. If the maximum value of the EMF, for example, is 0.3-0.5 rel.ed, then the power consumed by the reactor can be reduced by 0.5-0.75 rel. units With a reduced voltage and power consumption, the switching conditions of the switch 11 are simplified. A switching device for low voltage and breaking power can be used. If we apply, for example, boosting the excitation of radiation, then the overhead line voltage is almost completely compensated and the SR current decreases to zero. Short-term forcing EMF LT is permissible according to the operating mode of the transformer, however, it requires an increase in the rated voltage between the terminals of the serial winding of the LT, included in the cut-off of the overhead line. As studies have shown, the refusal to use a high-voltage circuit breaker reduces the cost of installing overhead charging power compensation by an order of magnitude.

В режимах высокой (максимальной) нагрузки ВЛ (S ≥ P_н) желательно повышение ее напряжения, которое может быть осуществлено путем выработки добавочной ЭДС в последовательной обмотке ЛТ. Для этого производится включение переключателя 10 и отключение переключателя 9. От регулировочного трансформатора 7 на обмотку возбуждения 6 подается напряжение требуемой полярности, что вызывает повышение напряжения на ВЛ. На приемном конце ВЛ линейный трансформатор снижает напряжение до требуемого значения по условиям согласования напряжений ВЛ и шин 3 приемного узла.In high (maximum) OHL load conditions (S ≥ P _n ), it is desirable to increase its voltage, which can be achieved by generating additional EMF in the series winding of the RT. For this, the switch 10 is turned on and the switch 9 is turned off. The voltage of the required polarity is applied to the field winding 6 from the control transformer 7, which causes an increase in voltage on the overhead line. At the receiving end of the overhead line, the linear transformer reduces the voltage to the required value according to the conditions for matching the voltage of the overhead line and tires 3 of the receiving unit.

Оптимальное по потерям мощности напряжение в начале ВЛ определяется выражением
U_н.о=

,
(2) где Р_нач, Q_нач - активная и реактивная мощности в начале ВЛ; а_к, а_х - коэффициенты потерь активной мощности короткого замыкания и холостого хода.The optimal voltage loss at the beginning of the overhead line is determined by the expression
U _n.o. =

,
(2) where P _beg , Q _beg - active and reactive power at the beginning of the overhead line; and _to , and _x are the loss coefficients of the active power of the short circuit and idle.

При низких нагрузках оказывается целесообразным снижение напряжения ВЛ. Расчеты показывают, что при выполнении условия Р_нач > 0,3Р_н (Р_н - натуральная мощность ВЛ) U_н.о достигает номинального значения.At low loads, it is advisable to reduce the voltage of the overhead line. Calculations show that when the condition P _nach > 0.3P _n (P _n is the natural power of the overhead line) U _n .o reaches the nominal value.

По заданному напряжению начала ВЛ U_н можно определить оптимальную величину реактивной (емкостной) мощности. Эта мощность определяется выражением
Q_нач.о=

= U $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{н}}$ ·b_m
(3) где А, В, С, D - обобщенные постоянные эквивалентного четырехполюсника схемы замещения ВЛ.From a given voltage of the start of the overhead line U _n, it is possible to determine the optimal value of reactive (capacitive) power. This power is determined by the expression
Q _{start o} =

= U $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n}}$ B _m
(3) where A, B, C, D are the generalized constants of the equivalent four-terminal circuit of the VL equivalent circuit.

Реактивная мощность Q_нач.о в начале ВЛ соответствует наименьшим потерям активной мощности в линии при всех значениях активной мощности линии Р_нач.Reactive power Q _beginning at the beginning of the overhead line corresponds to the lowest loss of active power in the line at all values of the active power of the line P _beginning .

Сток реактивной мощности в передающую и приемную энергосистемы может быть заданной величиной. Расчеты показывают, что оптимальные значения реактивной мощности начала Q_нач.о и конца Q_кон.о ВЛ отличаются незначительно. Поэтому можно принять Q₀ = Q_нач.о = Q_кон.о. Разделяя оптимальное значение мощности Q₀ на заданную мощность стока в энергосистемы Q_c и мощность Q_шр, которая потребляется ШР, получают выражение
Q₀ = Q_c + Q_шр = Q_c + U² _шр ^. b_шр. (4)
Подставляя в (4) значение Q₀, определяемое выражением (3), получают формулу для напряжения на зажимах ШР

(5)
По заданному значению мощности Q_c и зафиксированной величине напряжения U_н однозначно определяется требуемое по условиям минимизации потерь напряжение на зажимах ШР U_шр. В зависимости от текущих значений U_н и Q_c по выражению (5) определяется требуемая величина U_шр и производится соответствующее регулирование возбуждения ЛТ. При отключенном реакторе напряжение на ВЛ может быть увеличено (в соответствии с выражением (2)) до максимально допустимого уровня (длительно или кратковременно) путем получения добавочной ЭДС в последовательной обмотке 5 линейного трансформатора 4.The drain of reactive power into the transmitting and receiving power systems can be a given value. Calculations show that the optimal values of reactive power of the beginning Q _beginning and end Q _end.o overhead lines differ slightly. Therefore, we can take Q ₀ = Q _beginning.o = Q _ending.o. Dividing the optimal value of power Q ₀ by a given drain power in the power system Q _c and power Q _wr , which is consumed by SR, we obtain the expression
Q = Q ₀ + Q _{wp c} = Q _c + U ^{2 _wp.} b _Fr. (4)
Substituting in (4) the value of Q ₀ defined by expression (3), we obtain the formula for the voltage at the terminals of the SR

(5)
Given a value of power Q _c and a fixed value of voltage U _{n, the} voltage required at the terminals of the _{ballast protection} U _cf. Depending on the current values of U _n and Q _c according to expression (5), the required value U _{wr is determined} and the corresponding excitation of LT is made. With the reactor turned off, the voltage on the overhead line can be increased (in accordance with expression (2)) to the maximum permissible level (long or short) by obtaining an additional EMF in the series winding 5 of the linear transformer 4.

Таким образом, в технологии управления режимом ВЛ должна быть предусмотрена операция сравнения текущих значений U_н и Q_шр с их оптимальными величинами, определяемыми условиями минимизации потерь мощности и требованием энергосистем по генерации ВЛ реактивной мощности. Кроме того, должны соблюдаться ограничения по предельно допустимым отклонениям напряжения ВЛ. Управляющее воздействие на изменение возбуждения ЛТ вырабатывается в случае рассогласования между текущими значениями U_н и Q_шр и вычисленными по выражениям (2) и (5).Thus, in the technology for controlling the overhead line regime, an operation should be provided for comparing the current values of U _n and Q _shr with their optimal values determined by the conditions for minimizing power losses and the requirement of power systems to generate reactive power overhead lines. In addition, restrictions on the maximum permissible voltage deviations of the overhead line must be observed. The control effect on the change in excitation of LT is developed in the event of a mismatch between the current values of U _n and Q _w and calculated according to expressions (2) and (5).

Для реализации изобретения могут быть использованы система автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) с регуляторами типов БАУРПН и АРТ-1Н, которые выпускаются предприятиями страны. Устройство типа АРТ-1Н осуществляет автоматическое управление электроприводами переключателя ответвлений трансформатора. Это устройство имеет тракт регулирования напряжения, генератор тактовых импульсов и устройство введения внешних воздействий. Управление переключателями ответвлений трансформатора (регулировочного трансформатора 7 в предлагаемом способе) осуществляется от моторного привода, управляемого устройством. При простом законе управления, не требующем сложных вычислительных операций, схема управления может строится на базе штатного устройства РПН. Если требуется математическая обработка ряда параметров, например, по выражениям (2), (5), то выработка управляющего воздействия должна возлагаться на вычислительные устройства (аналоговое или цифровое), которыми снабжаются в настоящее время подстанции 500-750 кВ. В качестве переключателей 9, 10 и 11 могут применяться коммутационные аппараты, предназначаемые для отключения цепей без разрыва нагрузочного тока. Это следует из технологии управления переключениями в цепи ЛТ и ШР, описанной выше. To implement the invention, a system for automatic voltage regulation under load (on-load tap-changer) with regulators of the BAURPN and ART-1N types, which are produced by enterprises of the country, can be used. A device of the type ART-1H automatically controls the electric drives of the transformer branch switch. This device has a voltage control path, a clock generator and a device for introducing external influences. The control switches of the branches of the transformer (regulation transformer 7 in the proposed method) is carried out from a motor drive controlled by the device. With a simple control law that does not require complex computational operations, the control circuit can be built on the basis of a standard on-load tap-changer. If mathematical processing of a number of parameters is required, for example, according to expressions (2), (5), then the development of a control action should be assigned to computing devices (analog or digital), which are currently used in substations of 500-750 kV. As switches 9, 10 and 11 can be used switching devices designed to disconnect circuits without breaking the load current. This follows from the switching control technology in the LT and SR circuits described above.

Итак, оптимальное управление режимом электропередачи осуществляют путем глубокого изменения напряжения ВЛ и потребляемой мощности ШР в функции нагрузки ВЛ. Обе операции выполняются изменением возбуждения линейного трансформатора, включаемого в рассечку ВЛ или последовательно с ШР. При этом значительно упрощается схема реализации способа и технология управления электропередачей. So, the optimal control of the power transmission mode is carried out by deeply changing the voltage of the overhead line and the power consumption of the SR in the function of the overhead line load. Both operations are performed by changing the excitation of the linear transformer included in the cut-off of the overhead line or in series with the SR. At the same time, the implementation scheme of the method and the power transmission control technology are greatly simplified.

Claims (1)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащей высоковольтную линию с шунтирующими реакторами по ее концам, подключенными к ней через устройства регулирования напряжения под нагрузкой, согласно которому регулируют мощность шунтирующих реакторов в функции параметров режима электропередачи изменением напряжения на их зажимах, отличающийся тем, что дополнительно определяют оптимальное по потерям активной мощности в линии напряжение в ее начале U_но, не превышающее предельно допустимого по условиям работы электрооборудования значения U_ноmax, по выражению
U_н.о=

,
где P_н, Q_н - активная и реактивная мощности в начале линии;
a_к, a_х - коэффициенты потерь активной мощности короткого замыкания и холостого хода,
измеряют напряжение в начале линии U_н, сравнивают с вычисленным значением U_но и при U_н > U_но снижают напряжение U_н до значения U_но, напряжение конца линии увеличивают до значения напряжения приемного узла устройствами регулирования напряжения под нагрузкой, при выполнении условия U_н ≥ U_ноmax устройства регулирования напряжения под нагрузкой отключают от линии и включают последовательно с шунтирующими реакторами по концам линии, затем определяют оптимальное по потерям активной мощности напряжение на зажимах шунтирующего реактора в начале линии по выражению

,
где a_нq - коэффициент активных потерь в линии от передачи активной мощности;
α - коэффициент потерь в шунтирующем реакторе;
Q_с - заданное значение стока реактивной мощности;
b_шр - проводимость шунтирующего реактора,
и требуемое по балансу реактивной мощности напряжение на зажимах шунтирующего реактора в конце линии изменяют напряжение на зажимах реакторов в соответствии с полученными значениями устройствами регулирования напряжения под нагрузкой, причем в качестве устройств регулирования напряжения под нагрузкой использованы линейные трансформаторы, включенные в рассечку линии по ее концам.METHOD OF CONTROL OF THE ELECTRIC TRANSMISSION MODE containing a high-voltage line with shunt reactors at its ends connected to it via voltage control devices under load, according to which the power of the shunt reactors is regulated as a function of the parameters of the power transmission mode by changing the voltage at their terminals, characterized in that it further determines the optimal the loss of active power in the line voltage at its beginning U _but not exceeding the maximum permissible under the operating conditions of electrical equipment beginnings U _maxax , in the expression
U _n.o. =

,
where P _n , Q _n - active and reactive power at the beginning of the line;
a _to , a _x are the loss coefficients of the active power of the short circuit and idle,
measure the voltage at the beginning of the line U _n , compare with the calculated value of U _but also for U _n > U _but reduce the voltage U _n to the value of U _but , increase the voltage of the end of the line to the voltage of the receiving unit with voltage regulation devices under load, when the condition U _n ≥ U _nomax voltage adjusting device under load is disconnected from the line and in series with shunt reactors at the ends of the line are then determined by the optimum active power loss of voltage at the terminals of the shunt reactor at Ale line expression

,
where a _nq is the coefficient of active losses in the line from the transmission of active power;
α is the loss coefficient in the shunt reactor;
Q _with - the set value of the drain of reactive power;
b _Shr - the conductivity of the shunt reactor,
and the voltage required on the reactive power balance at the terminals of the shunt reactor at the end of the line changes the voltage at the terminals of the reactors in accordance with the values obtained by voltage control devices under load, and linear transformers included in the line cut at its ends are used as voltage control devices under load.

Images