автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оптимизация режимных параметров компактных управляемых линий электропередачи

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ__

УДК 621.315.072

г- г- л п

и л}

ШААБАН Файсал Слиман

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМПАКТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

05.14.02-Электрическиестанции (электрическаячасть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1996

Работа выполнена на кафедре "Электрические системы" Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, профессор Федин В.Т.,

доктор технических наук, профессор Новая В.И.,

Оппонирующая организация

кандидат технических наук, доцент Селиверстов Г.И.

- Белорусский научно-исследовательский и проектно изыскательский энергетический институт " Белэнерго-сетпроект".

оо

hAa.pi ОС 1996 г. в Ю00 часов

Задшта состоится " 4 на заседании совета, по 8ащите диссертаций Д.02.05.02 в Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г.Минск, пр.Ф.Скорины, 65, к.2, ауд. 20Белорусская государственная политехническая академия.

С диссертацией юшо ознакомиться в библиотеке Белорусской государственной политехнической академии.

Автореферат разослан " " января 199бг.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций доктор технических наук,

профессор Короткевич М.А.

© ШааОан Ф., 19Э6

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Развитию и совершенствованию техники передачи электрической энергии во всех странах мира всегда уделялось большое внимание, особенно развитию техники передачи электрической энергии на большие расстояния по воздушным линиям СВЛ). .

В процессе развития традиционных конструкций ВЛ, как известно, последовательно осваивались линии все более высоких напряжений с большим числом проводов в фазе и числом цепей на одной опоре, а также с различными взаимными расположениями проводов фаз и цепей, предложен ряд новнх типов ВЛ.

В литературе недостаточно проработаны вопросы проектирования таких линий. В частности, для компактных управляемых ВЛ отсутствуют принципы выбора рациональных режимных параметров и средств для их достижения. Поэтому данная тема представляется актуальной.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась в соответствии с темой научно-исследовательских работ кафедры "Электрические системы" БГПА ГБ -91-20 " Разработка теоретических основ, методик, алгоритмов и промышленных программ для оптимизации режимов и параметров электрических систем и их элементов с целью экономии электроэнергии и повышения ее качества.

Цель и задачи исследования. Цель данной работы заключается в анализе путей, обеспечивающих улучшение режимов работы компактных управляемых ВЛ и совершенствование их проектирования .

Достижение цели связано с решением следующих основных задач: разработка методики оптимизации режимных параметров компактных управляемых ВЛ ;

разработка математической модели исследования зон ограничения передаваемой мощности по линиям электропередачи ; построение зон экономичных номинальных напряжений компактных управляемых ВЛ;

акачиз обобщенных результатов исследований КГШ компактных управляемых ВЛ ;

разработка новнх технических решений для повышения экономичности режимов компактных управляемых ВЛ.

Научная новизна полученных результатов. Вп'ервые для компактных управляемых линии электропередачи-, определены электрические параметры компактных управляемых ВЛ в условиях послеаварийннх режимов ;

получены регрессионные зависимости реактивной мощности б начале и в конце линии от значений фазового сдвига, передаваемой мощности и перепада напряжения ;

найдены оптимальные значения перепада напряжения и угла фазового сдвига ;

• построены зоны ограничения передаваемой мощности по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения и живучести в послеаварийных релщыах ;

• построены зоны экономических номинальных напряжений компактных управляемых ЕЛ ;

■ получены выражения для определения наибольшего и максимального коэффициента полезного действия (КГЩ) с учетом фазового сдвига;

■ найдены максимальный и наибольший КПД при дискретно изменяющихся параметрах линии и оптимальные значения угла фазового сдвига и перепада напряжения, соответствующие этим КЦЦ ;

■ предложено новое техническое решение для улучшения технико-экономических показателей компактных управляемых ВЛ.

Практическая значимость подученных результатов. Предложенный методика, алгоритм и программа на 8ВМ, обеспечивающие возможность нахождения оптимальных режимных параметров компактных управляемых ВЛ, могут быть использованы для выбора напряжения и сечения проводов при проектировании компактных управляемых ВЛ.

Выполненная количественная оценка влияния шага расщепления в составляющем фаза и стрелы провеса на электрические параметры компактных управляемых ВЛ может быть использована при проектировании и эксплуатации компактных управляемых ЕЛ.

Программа расчета бон ограничения передаваемой мощности по различным факторам может быть использована при проектировании подобных линий, в научных исследованиях и в учебном процессе.

Предлагаемое схемное решение по управлению и эксплуатации трехконтурной разноцепной компактной.управляемой линии электропередачи позволяет при ее использовании улучшить технико-экономические показатели.

Экономическая значимость полученных результатов. Результаты исследования могуг быть использованы при проектировании Единой энергетической системы (ЕЭС) Арабских стран и при сооружении мощных внутрисистемных и межсистемных электропередач 320кВ в Республике Беларусь.

Основные положения диссертации, выносимые на ¡ьашиту : • методика оптимизации режимоь и расчета технико-экономических

показателей компактных управляемых ВЛ, позволяющая анализировать режимы напряжения и мощности компактных управляемых ВЛ в нормальных и послеаварийных режимах, осуществлять оптимизации основных параметров и режимов работы этих линий ; оптимальные сочетания значений угла фазового сдвига и перепада напряжения по критерию минимума потерь мощности и минимума мощности компенсирующих устройств в нормальных и различных послеаварийных режимах компактных управляемых ЕЛ ; методика исследования зон ограничения передаваемой мощности по линиям электропередачи, позволяющая определять зоны ограничения передаваемой мощности по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения, живучести в послеаварийных режимах обычных, компактных и компактных управляемых ВЛ ;

значения передаваемой мощности, ограничиваемой по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения и живучести в послеаварийных режшах разных типов ВЛ ; области экономичных номинальных напряжений компактных управляемых ВЛ ;

условия достижения максимального и наибольшего КПД компактных управляемых ВЛ ;

новое схемное решение для повышения экономичности режимов компактных управляемых ВЛ.

Личный вклад соискателя. В данной диссертации и в опубликованных работах /2/,/3/,/4/,/5/,/6/ все результаты исследований получены автором, а анализ результатов проведен под руководством научного руководителя профессора Фединз В.Т.. В работе /1/ автору принадлежат исследования реактивной мощности по конца.! линии и расчета нагрузочных потерь.

Апробация результатов диссертации. ,Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусской государственной .политехнической академии в 1992, 1993, 1594 и 1995 годах.

Опубликованность результатов. Основные положения диссертации освещены в 4 опубликованных работах и 2 отчетах о НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит иа введения, четырех глав, выводов и пяти приложений,изложенных на 175 страницах машинописного текста , 25 рисунков (на 25с.;, зо таблиц (на 3?. о.), списка использования источников, включающего 92 наименования (на 7 с.;, и 5 приложений на 17 страницах.

0СЗЮЫ2ОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе изложена классификация известных способов и средств обеспечения регулирования режимов работы обычных и компактных управляемых линий электропередач.

Известные виды воздействия на управляемых линиях электропередачи разделены на две группы:

1. Управление параметрами (реактивная мощность Q, напряжение U, индуктивное сопротивление линии X ) сосредоточных устройств ;

2. Управление параметрами собственно линии электропередачи ; (индуктивность X, проводимость В)-.

Приведены основные характеристики линии электропередачи нового типа. Показана возможность увеличения пропускной способности путем изменения конструкции линии эаданого класса напряжения.

К компактным управляемым разноцепным линиям относится трех-контурная линия электропередачи (рис,1а), которая обладает свойствами компактности и управляемости. Суть ее заключается в том, что провода расщепленных фаз разных цепей расположены по поверхности замкнутого контура равномерно и поочередно. Повышение пропускной способности этой линии достигается за счет того, что на кагдом отдельном контуре к каздоыу проводу данной цепи с обеих сторон подводится провод другой цепи с векторами приложенных напряжений, сдвинутыми на угол 180°. При этом, обеспечивается более равномерное распределение напряженности электрического поля и более эффективное использование, поверхности провода.

Рассмотрен вопрос о возможности изменения параметров линий и описаны способы их изменения, а также дано обобщение понятия пропускной способности и способов ее увеличения.

Получены выражения для расчета параметров ВД на основании их значений при углах 8 - 0 и 180°:

X0 - х100 + 0.5 (х° - х*80 ) (1 + cos 8) ;

о о о о

be - b1S0 + О.Б (Ь° - Ь180 ) (1 + cos 8) ;

о о о о

ев - ДР£ /и£ :

2

■ О

а)

е)

<г— о И <-->

О

Г)

Рис.1. Расположение проводов в компактных управляемых

линиях- электропередачи; 1- провода первой цепи ; 2- провода второй цепи; а- с чередованием по контуру (нормальный режим); 6- с вертикальным расположением проводов в фазе каждой цепи; в- отключен один провод первой цепи; г- отключена по одному проводу первой и второй цепи

где х*ео, b*80 - индуктивное сопротивление и проводимость линии при 8 - 180°;

хо' bo ~ индуктивное сопротивление и проводимость линии при 8 0°;

ЛР® - потери мощности на корону при угле 6;

UH - номинальное напряжение ;

Zb°. 2®180 - волновое сопротивление при в- О и 180°соответственно; .

к - коэффициент, равный k ~ Ь0180/ Ьо0.

Они позволяют рассчитывать обобщенные параметры четырехполюсника линий, 'КПД при любом угле 8.

Во второй главе разработаны методика, алгоритм и программа расчета и оптимизации режимов работы компактных управляемых BJ1. В данной работе оптимизируемыми параметра/.!!! являются угол фагового сдвига 8 и режим напряжения (напряжение по концам линии). Задачу оптимизации сведем к отысканш минимума общих затрат, которые представим в следующем виде:

Зоей ~ + Зн + 31С + 3jcy + Зфу 4 Зка . (1)

затраты на сооружение, компактных управляемых ВЛ ; затраты на нагрузочные потери ; затраты на потери мощности на корону ; приведенные затраты на компенсирующие устройства ; приведенные затраты на фазосдвигащие устройства ; затраты на коммутационные аппараты .

Построенная математическая модель, методика с алгоритмом и составленная соответствующая программа позволяют производить расчеты и исследования по оптимизации режимов и вычислять техни-ко-экономичекие показатели компактных управляемых ВЛ а учетом заданного графика нагрузки по продолжительности угла фазового сдвига 8 и режима напряжения U .

Проведено экспериментальное вычисление параметров компактных

где Звл -Зн -

Зк -Зку ~ Зфу -Зка "

управляемых линий электропередачи и значений реактивной мощности по концам линии для нормального и послеаварийных режимов в функции перепада напряжения, фазового сдвига и передаваемой мощности. Показано, что режимы напряжения, фазового сдвига и передаваемой мощности оказывают заметное влияние на значения реактивной мощности в начале и в конце линии.

Обработка результатов исследований реактивной мощности по концам линии на ЭВМ по;сазала, что реактивную мощность в начале и в конце линии (класс напряжения ин - 220кВ) в зависимости от фазового сдвига 8 и передаваемой мощности Рг можно выразить с достаточной степенью точности многочленом третьей степени :

Он- Ко + Кг в + К2 82 + Кз в3 ;

Он- Ао + А1 Рг + Аг Р-г2+ Аз Рг3 ,

где Он - реактивная мощность в начале линии ; Ко,К1..Кз - коэффициенты многочлена, Ао,Л1..Аз - коэффициенты многочлена.

Аналогично выражается реактивная мощность в конце линии Ок в зависимости от угла 8 и передаваемой мощности Рг по эмпирическим формулам Ок- Р(8); Ок- Р(Рг).

По результатам исследований нормальных и послеаварийных режимов определены мощности компенсирующих устройств, необходимые для поддержания заданного режима напряжения в начале и в конце линии в оптимальных по Ои, Ок режимах (табл.1), где знак <-> обозначает избыток реактивной мощности, а знак <+> — ее дефицит при одной и той же передаваемой мощности. Знак <*> обозначает, что избыток реактивной мощности не имеет места .

Исходя из табл.1 можно определить, какой режим является определяющим для выбора мощности компенсирующих устройств 0кУ, какому фазовому сдвигу и режиму напряжений он соответствует при различных передаваемых мощностях.

На характеристики компактных управляемых разноцепных ВЛ оказывают влияние угол фазового сдвига, число проводов в фазе и диаметры проводов. При этом шаг расщепления до настоящего времени был заданной величиной, не изменялся и равнялся 40см. Поэтому представляет интерес выяснить, как влияет шаг расщепления в составляющей фазы, а также стрела провеса провода в пролете на

б' -

Таблица 1

Обобщенные результаты определения необходимой ыоищости компенсирующих устройств(реакторы, ИРМ) в начале и в конце линии в оптимальных по Оц.Ок режимах, приведенные в виде 0 -АН/и-г-.О при ин-220кВ, длина линии 1-1б0ки

Рас- Мощность компенсирующих устройств, Мвар, при нагрузке I

поло-1 в конце линии в поляк натуральной мощности при б-18-0° I

жение проводов двух цепей Р» - Р2 / Рн .180° ■

0.0 0.5 1 .0 1 .5 2.0

Ген. Наг. Ген. Наг. Ген. Наг. Ген. Наг. Ген. Наг.

1 2 3 4 . 5 6 . 7 8 9 10 11

По минимуму Он

-14; 1 ;0 36.5; 1.05; 0 -29.9; 1; 0 19.9; 1.05; 0 -0.7; 1.05; 180 5.4; 1.05; 120 -13.9; 1.05; 180 0.5; 1; 0 -11.3; 1.05; 180 1.36; 0.95; 0

Рио. По МИНИМУМУ Ок

1а -14; 1; 0 40.0; 0.35; 0 -27.0; 1.05; 0 20.3; 1; 0 И 6.6; 1.05; 380 X 83.3; 1.05; 180 X 179; ' 1.05; 180

По минимуму Он

-14; 1; о 36.6; 1.05; 0 -29.9; 1; 0 19.9; 1.05; 0 -2В; 1; 0 6.1; 1.05; 180 -30.0; 1; 60 ОкБ; 1; 0 -46.7; 1; 120 1.4; 0.95; 0 .

Рис. По минимуму Ок

16 -14; 1; 0 40.0; 0.95; 0 -27.0; 1.05; 0 . 20.3; 1; 0 X 10.9; 1.05; 180 X 86.1; 1.0Б; 180 X 183; 1.05; 180

По минимуму Он

Рис. -7.0; 1; 0 23.5; 1.05; 0 -21.7; 1; 0 0.2; 1.05; 180 -22; 1; 60 1.6; 1.05; 180 -2.4; 0.95; 60 8.9; 1б6 X 117; 0.95; 180

1в По. минимуму Ок

цепь 1 -7.0; 1;0 24.0; 0.95; 0 к 3.7; 1.05; 180 X 89.9; 1.05; 180 X 2.32; 1.05; 180 X 434; 1.05; 0

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6 9 1С 11

По минимуму Он

Рис. -36; 1; 0 35.0; 1.05; 0 -32.0; 1; 0 18.4; 1.05; 0 -28.8; 1; 0 1.8; 1.05; 180 -1.9; 1.05; 120 29.0; 1.05; 60 -0.9; 0.95; 0 7.3; 1; 60

1в По минимуму О«

цепь 2 -16; 1; 0 36.С; 0.65; 0 -29,6; 1.05; 0 18.0; 1; 0 X 7.3; 1.05; 180 X 83.6; 1.05; 180 X 178.8 1.05; 180

По минимуму Он

- -8.0; 1; 0 22.5; 1.05; 0 -22.6: 1; 0 0.8; 1.05; 180 -8.2; 1; 60 0.2; 1.05; 180 -17.9 0.95; 120 3.2; 1; 180 X 99.3; 0.95; 180

Рис. ' По минимуму Ок

1Г -8; 1; 0 23.3; 0.95; 0 X 4.4; 1.05; 180 X 90.6; 1.05; 180 X 231.5; 1.05; 100 X 502; 1.05; 60

электрические параметры компактных управляем« ЕЛ (индуктивность, емкость, натуральную мощность, волновое сопротивление, напряже-ность электрического поля на проводах и под линией и др.).

Показано, что при изменении тага расщепления в составляющей фазы в практически разумных пределах основные электричесюте параметры изменяются не более чем на 1.4...2%, а потери мощности на корону-до 1%. С увеличением стрелы провеса провода от О до 8.5м некоторые параметры линии изменяются. Потери мощности на корону и коэффициент использования поверхности проводов уменьшаются. Это связано с уменьшением я ал ряжекости электрического поля. Однако это изменение не превышает 0.5...1.5%. Остальные параметры изменяются еще меньше.

В третьей главе разработаны методика и алгоритм для расчета зон ограничения передаваемой мощности по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения и живучести в послеаварийных рекимах разных типов 8Л (обычные, компактные, компактные управляемые). .

-га-

лдя характеристики технически возможной пропускной способности используют понятие предела передаваемой мощности, соответствующего передаче мощности, наибольшей в данных условиях.

Учитывав пределы .изменения напряжения в начале Iii и в конце линии Vz, минимальные сечения проводов и минимальное число проводов в фазе, а также максимальные сечения проводов и максимальное число проводов в фазе, граничные значения предельной передаваемой моащости по условию статической устойчивости для напряжения UH < 220 KS можно' определить до формуле

1.26 и«

Ргр шах

ZB(nin Sin «ol

для напряжения Цв - 330 kB

1.16 ujj

Ргр шах

2вш1п Sin ciql

для напряжения UH > 500 l'JB

Pre

2

1.1 UH

max

Ргр min

Zemin Sin c<ol

Zpmax Si" «Ol

Ограничение пропускной способности по нагреву запишем в ввде Ргр.н min " n rV>in 1доп min cos l'min >

Ргр.h max " /г Umax Пщах I доп max cos фта»:

где

1доп штЛдоп max" допустимые токи соответствуют Fmin, Fmax ; Prnin. Fmax - минимальное и максимальное сечения проводов; Hmin. Пщах ~ минимальное и максимальное число проводов в фазе;

eos фщin,cos 'ртах- минимальной и максимальный коэффициенты мощности, примем cosí? - 0.8 - 0.9 . Предельные значения пропускной способности по условию отклонения напряжения (допустимой потери напряжения) имеют вид

Зидоп.тах UH

■ гр.д шах

(Rmiri + Хм in tgVmin) 100 •¿

SlJ^on.min Un

Ргр.д min "

№max + Xmax tgqw) 100

Приведены результаты исследования зон ограничения передаваемой мощности по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения и живучести в послеаварийных режимах разных типов ВЛ (обычные, компактные, компактные управляемые), для различных классов напряжений (35,110, 220, 330, 500кВ).

Четвертая глава посвящена построению зон экономичных номинальных напряжений компактных управляемых ВЛ.

В принятой методике экономичность стандартного напряжения для заданных передаваемой мощности и протяженности компактных управляемых ВЛ определяется из минимальных приведенных затрат, соответствующих оптимальным параметрам компактных управляемых ВЛ, которыми являются угол фазового сдвига в и режим напряжения V .

Приведенные затраты, связанные с сооружением и эксплуатацией линий электропередачи нового типа, включая затраты на линии, компенсирующие устройства, фазосдвигающие устройства и коммутационные аппараты, представлены в формуле (1). На рис.2 приведены результаты расчетов зон номинальных напряжении в координатах передаваемой мощности Рг и протяженности линий электропередачи 1 без учета инфляции, а с учетом инфляции - зоны экономичных номинальных напряжений представлены на рис.2 и рис.3.

Анализ КПД линий класса напряжения 22СкВ в зависимости от изменения передаваемой мощности Р-г и фазового сдвига 8 показывает, что КПД является максимальным при Рг < О, Б Рн (рис. 4). Таким образом, для реальных линий с активными сопротивлениями режим натуральной мошдости не является наилучшим. На рис. 4 показаны зависимости КПД от передаваемой мощности в долях от натуральной мощности при данном угле фазового сдвига в для разных фазовых углов 8 и перепада напряжения U1/U2 - 1.0 и двух длин линии 150250 км.

зоо МВт

250

200

100

330 ко

220 кВ

Л.

$0 110 кВ

40

100

160

220 кго 260

Рис.2. Зоны поминальных напряжений компактных управляемых ВЛ без учета инфляции

МВг 123

100

2Я

330 кВ

г г о кв

по кв

70 ПО

150 190 кго 230 Ь-->

Рис.3. Зоны номинальных напряжений компактных управляемых ВЛ с учетом инфляции

✓ 0 С

/ / / < \ ч N N ■ч ч Ч ч ч ч \ ч, Ч ' / /Хч

1' '' 1 "1" 11 'Ь 120 / к в =180 ч ч ^ \ ■ ч \ ч^ ■""' 1

0.25

Зависимости натуральной

0.75 Р.

1.5

Тайскцз 2

Обобщение результатов осределеяет угаа фазового сдвига 8 с серезадэ напряжения и^/Уя, соответстЕуюцнк наиЗодъвеку КПД для линий длиной 1- 150 и 250км

1 ИЯ. " олткказькый угол в. град^яря яагругке в коню , сгзкз.вир&же2£оЗ в £слях от Еьтурздьноя модокти лра Йг130

0.25 | 0.50 | 1.0 ) 1.5 | 2.0

«г При даэшг динки, км

150 £50 150 ЕО 150 гво 150 250 150 £30

о.аБ 98.6 в-0 93.19 8-0 98.7 Э-0 95.3 &-0 94.5 6-0 41.69 0-0 а).в в-о ег.в &-60 68.97 В-0 73.6 е-аЗ

1.0 га. аз 90.95 &-0 97.3 е-с 93.66 в-а 94. е 6-0 90.11 »О 91.99 в-а 85.75 6-120 ее.9 3-60 79.56 £-180

1.05 96.64 е-о 94'. 6 Э-0 97.26 95.52 0-0 94.7 0-0 90.9 ¡si.se 9-60 ¡8-120 65.6 6-180 68.В4|7Э.гЗ &-13о|е-1ео

Сапаслчйх кокзггтем -п.- X; 01/иг; б.грзд

и!/и2 - \ьг aa.63lsa.i9 1 1; 0!0.95; 1 0 37.3 1; 0 55.66 1; а 94.8 jBi.es 1; 0 0.65; I 0 91.99 1; 0 85. В 0.85; ЕС 86.97 0.95; - 0 79.6 0.95; 120*

РИС. 4.

КПД от дередаваемой мощности з долж от мощности Ерт Данном угле фазового сдвига:

при • = 150 км;

' дри ; = 250 км

и

I

По результатам исследований, проведенных для компактных трехконтурных равноценных линий, определены максимальный и наибольший КПД и соответствующие им значения угла фазового сдвига, перепада напряжения и передаваемой мощности. В табл.2 показаны оптимальные режимы угла в, соответствующие наибольшему КПД при заданных нагрузке и перепаде напряжения, а также оптимальные значения угла сдвига 8 и оптимальные режимы перепада напряжения в зависимости от нагрузки при различных длинах линии.

С целью улучшения' режимов работы компактных управляемых ВЛ и повышения экономичности предложено новое техническое решение с дополнительными коммутационными аппаратами, с помощью которого при меньших числах коммутационных аппаратов можно управлять режимами электропередачи и осуществлять большее количество послеава-рийных режимов по сравнению с известными.

ВЫВОДЫ

В соответствии с поставленной целью и задачами исследования в диссертационной работе получены следующие основные результаты :

1. Разработаны методика, алгоритм и программа на ПЭВМ оптимизации режимов и расчета технико-экономических показателей компактных управляемых линий электропередачи, основанные на использовании обобщенных характеристик, получаемых из вычислительных экспериментов. Она позволяет анализировать характер реактивной мощности по концам линии, производить оптимизацию параметров компактных управляемых ВЛ и строить зоны экономичных номинальных напряжений этих линий.

2. Экспериментально вычислены параметры компактных управляемых линий электропередачи для нормального и различных послеава-рийных режимов. Показано, что режимы напряжения, фазового сдвига и передаваемой мощности оказывают заметное влияние на значение реактивной мощности по концам линии. Найдены дискретно оптимальные значения угла фазового сдвига и перепада напряжения по критерию минимальных потерь мощности и минимума мощности компенсирующих устройств. Определена необходимая мощность компенсирующих устройств по концам линии в оптимальных по мощностям компенсирующих устройств режимах.

3. Получены регрессионные зависимости реактивной мощности в начале и в конце линии от фазового сдвига и передаваемой мощности при различных значениях перепада напряжения, дающие возможность

составлять математические модели, алгоритмы и программа на ПЗВМ, использовать их на стадиях проектирования и эксплуатации.

4. При изменении шага расщепления составляющего фазы трех-контурной разноцепной линии с 40 до 80см волновое сопротивление и натуральная мощность изменяются незначительно. Это дает основание выбирать шаг расцепления в указанных пределах не по условию обеспечения наибольшей натуральной мощности, а по другим соображениям (удобство монтажа, эксплуатации и др. ). Установлено, что стрела провеса, практически имеющая место на линия, не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на волновое сопротивление и натуральную мощность. Поэтому при расчетах изменением высоты подвеса проводов по длине пролета модно пренебрегать.

5. Предложена универсальная математическая модель, алгоритм и программа на ПЭВМ для построения зон ограничения передаваемой мощности по различным факторам, позволяющая определять предел в нормальном и послеазаршшом режимах для различных типов линий. Полученные результаты расчетов бон ограничения передаваемой мощности по различным факторам в зависимости от длины линий напряжением 35 - 500 1® для разных типов линий могут Сыть использованы в исследованиях, связанных с обоснованием областей целесообразного использования различных типов линий электропередачи. Определены ограничивающие факторы предела передаваемой мощности в зависимости от длины линии.

6. Построены зону экономичных номинальных напряжений компактных управляемых ВЛ в базисных ценах и с учетом коэффициентов инфляции , позволяющие использовать их на стадиях проектирования и эксплуатации.

.7. Для потерь мощности и КПД компактных управляемых линий электропередачи справедливы те же принципиальные закономерности и формулы, которые получены для обычных линий. Получены выражения КПД с учетом фазового сдвига в, позволяющие составлять алгоритмы и программы на ПЭВМ для анализа КПД. Найдены дискретно максимальный и наибольший ЮЩ, а таске оптимальные углы 0 и значения перепадов напряжения, соответствующие им.

8. Предложено новое техническое решение с дополнительными коммутационными аппаратами, с помощью которого при меньших числах коммутационных аппаратов можно управлять режимами электропередачи и осуществлять большзо количество послеавэрийных режимов по сравнению с известными.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ СОИСКАТЕЛЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1. «един В.Т., Хаммуд М., Шаабан Ф. Режимы мощностей и напряжения в компактных управляемых линиях электропередачи // Энергетика . (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ). -1903, N 1-2.- С. 34-40.

2. Шаабан Ф. Режимы реактивной мощности и КЦЦ компактных управляемых линий электропередачи. Материалы 50-й научно- технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов ВРПА. - Минск: БГПА,1994.-С.86.

3. Федин В.Т., Шаабан Ф. Оценка влияния шага расщепления в составляющем фазы и стрелы провеса на электрические параметры компактных управляемых линий электропередачи // Энергетика.. (.Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ),- 1994, N Ö-10.

- С.20-24.

4. Федин В.Т., Шаабан Ф. Послеаварийные режимы компактных управляемых линий электропередачи /7 Энергетика. (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. CHI').- 1995, N 1-2.- С.25-32.

5. Разработка и исследование электропередач повышенной единичной мощности с улучшенными эксплуатационными характеристиками: Отчет о КИР. Руководитель Федин В.Т., исполнитель Шаабан Ф. Минск,1093.-С. 15-26.

6. Разработка , и исследование электропередач повышенной единичной мощности с улучшенными эксплуатационными характеристиками-. Отчет о НИР. Руководитель Федин В.Т., исполнитель Шаабан Ф. Минск,1994.-С.37-46.

Р 3 3 В И Б

Шаабан Файсал Сл1ма.ч Алтым1зацкя рэжш1шх параметрау компактных к1руемых л1н1й электраперацачы Кампактныя к!руемыя лШ1 злектраперадачи, натуральная ма-гутнасць, фааавы вугал, рэжымы, рэактыуная магутнасць. прапускная здольнасць, жыцщвдольнасць.

Аб'ектам даследванняу з'явЩся кампактныя к!руемыя д1и11 злектраперадачи. Мэта даследванняу - ад и/канне напрамкау, забяс-печваючых паляпшзнне рзжимау праци кампактных (аруемых л!н!й 1 разв!ццё 1х праектавашга. Выкарыстсувадася тэорык перадачы элект-рычиай энергИ, методика тэхн1ка-эканаЛчнага анал1зу. распраца-• вала методика, алгаритм .1 праграма на ПЭВМ аптым1зацы1 рзжыыау 1 раэл!ку тэхн1ка-экана)Лчньк лаказ'чыкау кгмпактных к!руемых лШй. Прадстаулеиа матзматьгчнае 1 праграмнае габеспячзнне двеля рагл 1 ку зон абмежавачня передаваемая матутнасц! па резных фактарах уся-ляк!х тыпау лШй злектраперадачи.

Знойдзены' магутнасЩ какпенс!руючых устройвау, неабходних для падтрымання напружання"у пачаэтеу 1 у канцы д1м11. Пабудаваны рэгрэсШш залежнасц! рзактыунай магутнасЩ па канцах л1н11 у залежнасЩ ад фазавага вугла, рзжымнага напрудання I нагрузк1 у кадцы л!н11. Дадзекы вынШ даследванняу зон абмежавання перадаваемай магутнасЩ па фактарах статичней устойл!васц1, нагревания правэдоу, даоволенай -страты напружання 1 жыццяэдольнасЩ у пасля-аварыйных рзжымах. Пабудаваны зоны зканам1чных нэм1нальных напру-жанкяу кампактных кХруемых лШй злектраперадачи. Дадаена новае тзхн!чнае рашэнне дзеля павел!чэння эканам!чнасц1 рэжымау кампактных к! руемых лШй электраперадцчы.

РЕЗЮМЕ

Шаабан Файсал Слиман Оптимизаций режимных параметров компактных управляемых линий электропередачи Компактные управляемые линии электропередачи, натуральная мощность, Фазовый сдвиг', режимы, реактивная мощность, пропускная, способность, живучесть.

Объектом исследования явились компактные управляемые линии электропередачи. Цель исследования заключалась в анализе путей, обеспечивающих улучшение режимов работы компактных управляемых линий и совершенствование их проектирования. Применялись теория передачи электрической энергии, методика технико-экономического анализа. Разработаны методика, алгоритм и

программа на ПЭВМ оптимизации режимов и расчета технико-экономических показателей компактных управляемых линий электропередачи. Предложено математическое и программное обеспечение для расчета воя ограничения передаваемой мощности по различным факторам разных типов линий электропредачи.

Определены мощности компенсирующих устройств, необходимые для поддержания заданного режима напряжения в начале и в юнце линии. Построены регрессионные зависимости реактивной мощности по концах! линии в зависимости от угла фазового сдвига, режимного напряжения и нагрузки в конце линии. Приведены результаты исследования зон ограничения передаваемой мощности по факторам статической устойчивости, нагрева проводов, допустимой потери напряжения и живучести в послеаварийных режимах. Построены зоны эшно-мичных номинальных напряжений компактных управляемых линий электропередачи. Дан анализ коэффициента полезного действия компактных управляемых линий электропередачи. Предложено новое техническое решение для повышения экономичности режимов компактных управляемых линий электропередачи.

SUMMARY

Síiaabari Faisal Slimmsn The optimization of the condition parameters for the compact controlled transmisión lines

Compact controlled transmisión lines natural power, phase displacement, conditions, reactive capacity, carrying ability, vitality.

Opjects for research were compact controlled transmisión lins. The main purpose of research was to find ways fcr better condition of work for compact controlled transmisión lins and to improve the design of this lines . The theory of electric pcwer transmission was used, and the technique-economic analysis theory was used too. There were elaborated next a)goryt!mes and programms for personal computer:

1- condition optimization and technique-economic values calculation for compact controlled transmisión lines;

2- calculation of carrying capacity zones imitation by different parameters for varlovs types transmission lines.

The reactive capacity for voltage condition were defind and calculated. The regressive dependences illustrating changement of line from phase displacement angle, condition voltage and active capacity were calculated too. The results of research reactive capasity limitation zones in ' according to demanding static stability, temperature of wires, voltage allowed lose and vitality in post-emergency condition were showed.

Zones of economic alternative voltages for new lines were calculated. The efficiency for compact controlled transmisión lines were shwed. New technical solution for better condition and economical question were elaborated.