長距離にわたる電力線の安定性と継続運用を向上させるための対策

電力線の並列運転の安定性は、長距離にわたる電気エネルギーの伝送において最も重要な役割を果たします。安定条件によれば、線路の送電容量は電圧の二乗に比例して増加するため、送電電圧を上げることは、回路の負荷を増加させて並列回路数を減らす最も効果的な方法の1つです。 。

100万kW以上の非常に大きな電力を長距離伝送することが技術的にも経済的にも非現実的である場合には、電圧を大幅に増加させる必要があります。しかし同時に、装置のサイズ、重量、コストが大きくなり、製造と開発の難易度も大幅に増加します。この点に関して、近年、送電線の容量を増やすための対策が開発されており、これは安価であると同時に非常に効果的であると考えられる。

送電の信頼性の観点からは、並列運転の静的および動的安定性がどの程度であるかが重要です...以下で説明するアクティビティの一部は両方のタイプの安定性に関連しますが、その他は主にいずれか一方に関連するものであり、これについては後で説明します。 -ダウンで。

スピードオフスピード

送信電力を増加させる一般的に受け入れられている最も安価な方法は、損傷した要素 (ライン、その別個のセクション、変圧器など) をオフにする時間を短縮することです。これは動作時間で構成されます。 リレー保護 そしてスイッチ自体の動作時間。この対策は既存の電力線に広く適用されています。速度の点では、近年、リレー保護とサーキットブレーカーの両方で多くの大きな進歩が見られました。

停止速度は動的安定性のためにのみ重要であり、主に伝送路自体に障害が発生した場合の相互接続された伝送路にとって重要です。エネルギーのブロック伝送では、回線の障害がブロックのシャットダウンにつながる場合、受信（二次）ネットワークに障害が発生した場合の動的安定性が重要であるため、障害を最速で除去することに注意する必要があります。このネットワークでは。

高速電圧レギュレータの応用

ネットワーク内で短絡が発生した場合、大電流が流れるため、常に何らかの形で電圧が低下します。電圧低下は、負荷が急激に増加した場合や発電機の電源がオフになった場合など、他の理由でも発生する可能性があり、その結果、個々のステーション間で電力が再分配されます。

電圧の低下は、並列運転の安定性の急激な低下につながります。これを解消するには、送電端の電圧を急速に上昇させる必要があります。これは、電力伝送に影響を与える高速電圧レギュレータを使用することで実現されます。発電機を励起し、その張力を高めます。

このアクティビティは最も安価で最も効果的なアクティビティの 1 つです。ただし、電圧レギュレータには慣性がある必要があり、さらに機械の励磁システムは、通常と比較して必要な電圧の上昇率とその大きさ (多重度) を提供する必要があります。いわゆるシーリング "。

ハードウェアパラメータの改善

前述したように、合計値は、 伝送抵抗 発電機と変圧器の抵抗が含まれます。並列運転の安定性の観点から重要なのはリアクタンスです（前述したように、アクティブ抵抗は電力とエネルギーの損失に影響します）。

定格電流 (定格電力に対応する電流) での発電機または変圧器のリアクタンスにわたる電圧降下は、通常の電圧と呼ばれ、パーセンテージ (または単位の一部) で表され、発電機または変圧器の重要な特性の 1 つです。発電機または変圧器。

技術的および経済的な理由から、発電機と変圧器は、特定の種類の機械に最適な特定の応答を実現するように設計および製造されています。リアクタンスは一定の範囲内で変化する可能性があり、リアクタンスの減少は通常、サイズと重量の増加を伴い、したがってコストも増加します。しかし、発電機と変圧器の価格の上昇は比較的小規模であり、経済的に十分に正当化されます。

既存の伝送路の一部には、パラメータが改善された装置が使用されています。実際には、場合によっては、標準（典型的な）反応物質を含む装置が使用されますが、実際には電力の伝送モードに従って、特に力率 0.8 で計算されたわずかに高い電力が使用されることにも注意してください。 、0.9 — 0.95 に等しいと予想される必要があります。

電力が水力発電所から送られ、タービンが公称値より 10%、場合によってはそれ以上の出力を発生できる場合、計算値を超える圧力では、発電機によって与えられる有効電力が増加します。可能だ。

ポストの変更

事故が発生した場合、接続方式で中間選択なしで動作している 2 本の並列送電線のうちの 1 つが完全に故障し、そのため送電線の抵抗が 2 倍になります。残りの現用線の長さが比較的短い場合、2 倍の電力を伝送することが可能です。

かなりの長さの電線の場合は、線路内の電圧降下を補償し、送電の受信側で電圧降下を一定に保つために特別な対策が講じられます。そのためには、力強い 同期補償器無効電力を送電線に送信し、送電線自体と変圧器のリアクタンスによって生じる遅れ無効電力を部分的に補償します。

しかし、このような同期補償器では長時間の電力伝送における動作の安定性は保証できません。長い回線では、1 つの回路が緊急停止した場合の伝送電力の低下を避けるために、回線をいくつかのセクションに分割するスイッチング ポールを使用できます。

バスバーはスイッチングポストに配置されており、スイッチを使用して線路の別のセクションが接続されています。電柱がある場合、事故が発生した場合、損傷した部分のみが切断されるため、線路の総抵抗はわずかに増加します。たとえば、開閉極が 2 つある場合、2 倍ではなく 30% しか増加しません。ポストを切り替えることができない場合も同様です。

送電全体の抵抗（発電機や変圧器の抵抗を含む）で考えれば、抵抗の増加はさらに小さくなります。

ワイヤーの分離

導体のリアクタンスは、導体間の距離と導体の半径の比によって決まります。電圧が増加すると、通常、ワイヤとその断面間の距離、つまり半径も増加します。したがって、リアクタンスは比較的狭い範囲内で変化し、近似計算では通常 x = 0.4 オーム / km に等しいとみなされます。

電圧が220kV以上の電線の場合、いわゆる現象が見られます。 "クラウン"。この現象はエネルギー損失に関連しており、特に悪天候時に顕著であり、過度のコロナ損失を排除するには、ある程度の導体の直径が必要です。 220 kVを超える電圧では、経済的に正当化できないほど大きな断面積を備えた緻密な導体が得られます。これらの理由から、中空銅線が提案され、ある程度の使用が認められています。

コロナの観点からは、中空のスプリットワイヤの代わりに使用する方が効率的です... スプリットワイヤは、互いに一定の距離を置いて配置された2〜4本の別々のワイヤで構成されます。

ワイヤが分割すると、直径が増加し、その結果、次のことが起こります。

a) コロナによるエネルギー損失が大幅に減少し、

b) 無効抵抗と波抵抗が減少し、それに応じて送電線の自然電力が増加します。ラインの自然パワーは、2 本のストランドを分割すると 25 ～ 30%、3 本で最大 40%、4 本で 50% 増加します。

縦方向の補正

線路が長くなるとリアクタンスが大きくなり、並列運転の安定性が著しく低下します。長い送電線のリアクタンスを低減すると、その伝送容量が増加します。このような削減は、ラインに静的コンデンサを順次含めることによって最も効果的に達成できます。

このようなコンデンサは、その効果において、線路の自己インダクタンスの作用とは反対であるため、ある程度、それを補償します。したがって、この方法は一般的に縦方向補償と呼ばれます...静電コンデンサの数とサイズに応じて、誘導抵抗は線路の長さのいずれかで補償できます。補償されたラインの長さの全長に対する割合を単位の一部またはパーセンテージで表したものを、補償度といいます。

伝送線路セクションに含まれる静電コンデンサは、伝送線路自体とその外部 (受信ネットワークなど) の両方で短絡が発生したときに発生する可能性のある異常な状態にさらされます。最も深刻なのは、回線自体の短絡です。

非常に大きな電流がコンデンサに流れると、コンデンサ内の電圧が短時間とはいえ大幅に上昇しますが、絶縁が危険になる可能性があります。これを避けるために、コンデンサと並列にエアギャップが接続されます。コンデンサの両端の電圧が事前に選択された特定の値を超えると、ギャップが切断され、緊急電流が流れるための並列経路が作成されます。プロセス全体は非常に迅速に行われ、完了後にコンデンサの効率が再び回復します。

補償度が 50% を超えない場合、最適な設置方法は次のとおりです。 静的コンデンサバンク ラインの中央では、パワーが若干低下し、作業条件が容易になります。