Выделение типовых элементов структуры сети

РОЛЬ ФАЗОСДВИГАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РАЗВИТИИ СОВРЕМЕННЫХ СЕТЕЙ 110-765 КВ.

М.В. Ольшванг (ВЭИ, Москва, Россия)

ВВЕДЕНИЕ

Фазосдвигающие трансформаторы (ФСТ) применяются в сетях 110-765 кВ уже 75 лет [1-19]. Однако, число их все еще несоизмеримо мало относительно числа других силовых трансформаторных устройств, например, автотрансформаторов связи слоев сети.

Это положение в ближайшие годы должно начать изменяться. Рассмотренные в докладе вопросы работы развитой сети: возможность представления ее структуры в унифицированном виде, анализ причин и последствий размыкания контуров сети, аналитическое отделение транспортных потоков от распределительных, выделение неадекватных функциям сети транспортных потоков и, наконец, обоснование трансформации потоковых напряжений как важнейшего физического процесса многослойной сети подводят к выводу о роли ФСТ в развитии современных сетей 110-765 кВ: ФСТ должны быть широко внедрены как компенсаторы наведенных из вышележащих слоев сети потоковых напряжений для устранения неадекватных транспортных потоков. Поясняется, что фактически борьба с этими потоками проводится на протяжении многих лет и что только с помощью ФСТ она может дать требуемый эффект, – повсеместный перенос неадекватных транспортных потоков из сетей 110, 220 и 330 кВ в магистральные линии 400, 500 и 750 кВ (в Северной Америке 765 кВ).

ВЫДЕЛЕНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ СЕТИ

Анализ физической конфигурации различных развитых сетей 110-765 кВ и распределения потоков энергии на многослойных участках сети как единой многослойной структуры дает возможность установить определенную повторяемость структурных элементов сети. Элементы по форме подобны корзинкам, в каждой из которых потоки нижних слоев взаимосвязаны.

Корзинообразные участки примыкают друг к другу, покрывая практически всю занимаемую сетью территорию, так как основой выделения участка являются соседние подстанции верхнего слоя сети.

На рис.1 приве­дена карта-схема сетей Центра Рос­сии с выделенным в качестве примера одним из корзино­образных участ­ков. На столь об­ширных картах-схемах сетей линии электропередачи (ЛЭП) класса 110 кВ не показывают. Участок с линиями 110 кВ приведен на карте-схеме рис.2, его корзинообразная структура поясняется с помощью рис.3. Линия 500 кВ, ограниченная подстанциями с автотрансформаторами связи, образует "ручку корзинки",. "Дно" – сети 220 и 110 кВ между этими подстанциями на территории, ограниченной окружностью, диаметр которой приблизительно равен расстоянию между подстанциями.

Рассматриваемые сети 110 - 765 кВ обеспечивают две функции: функцию транспортировки электроэнергии от поставщиков к потребителям и функцию ее распределения на обширных территориях по потребителям и их кабельным сетям.

Для транспорти­ровки предназначены верхние слои сетей, образованные мощными линиями класса 400, 500 или 750 кВ. Распределение энергии призваны выполнять ниже расположенные слои сети, состоящие из среднемощных и маломощных линий - линий класса 330, 220 и 110 кВ.

Значительные составляющие транспортных потоков из верхних слоев через автотрансформаторы связи попадают в средние и нижние слои и загружают их неадекватно.

Для устранения неадекватных транспортных потоков идут на размыкание контура сетей 110 и 220 кВ, переводя тем самым эти сети из состояния замкнутых сетей в состояние групп взаимосвязанных тупиковых линий и выводя из работы "живые" участки многоподстанционных линий электропередачи, замыкающие "кольца" на картах-схемах сетей. При этом функция распределения энергии развитой сетью выполняется неэффективно: снижается надежность и качество электроснабжения рассредоточенных потребителей, существенно растут общие потери в сети.

Обобщая данные различных сетей можно сделать вывод о том, что развитые сети стран СНГ и Северной Америки, в основном, имеют "корзиночную" структуру. Поэтому развитие современных сетей с целью снижения потерь и замыкания контуров должно основываться на улучшении работы корзинообразных участков.