Помощь студентам в учебе
АНАЛИЗ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ МНОГОЦЕПНЫХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ФАЗНЫХ КООРДИНАТ
|
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СЛОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ 11
1.1. Отечественный и зарубежный опыт сооружения многоцепных
комбинированных воздушных линий электропередачи 11
1.2. Классификация многоцепных воздушных линий 13
1.3. Электромагнитная совместимость многоцепных воздушных линий
электропередачи в стационарных режимах 17
1.4. Влияние особенностей конструкции многоцепной комбинированной
воздушной линии электропередачи на её установившийся режим 22
1.5. Выводы по главе 1 и постановка задачи диссертационного
исследования 27
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОПРОВОДНОЙ МНОГОЦЕПНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ 28
2.1. Уравнения состояния и определение параметров многоцепной
воздушной линии на основе теории электромагнитных полей 28
2.2. Определение первичных параметров многоцепной комбинированной
воздушной линии 37
2.3. П-образная многополюсная структура, как схема замещения
многоцепной комбинированной воздушной линии в многопроводной постановке 54
2.4. Применение теории четырёхполюсников к задаче моделирования
многоцепной комбинированной воздушной линии электропередачи в установившемся режиме 64
2.5. Приближенное эквивалентирование многопроводной многоцепной комбинированной воздушной линии однолинейной схемой замещения. ... 69
2.6. Выводы по главе 2 72
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ МНОГОПРОВОДНОЙ МНОГОЦЕПНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ. .. 73
3.1. Математическое моделирование установившегося режима
многоцепной комбинированной воздушной линии в Z-форме, Y-форме и форме обобщённого четырёхполюсника 73
3.2. Математическое моделирование установившегося режима в
однолинейной постановке с учётом границ адекватности внутренней несимметрии 78
3.3. Математическое моделирование установившегося режима
многоцепной комбинированной воздушной линии простейшей разветвлённой топологии 84
3.4. Задача определения напряжённости электрического поля вдоль
трассы многоцепной комбинированной воздушной линии 86
3.5. Выводы по главе 3 90
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. . 91
4.1. Методика расчёта и коммерческого разделения потерь между
собственниками отдельных частей многоцепной комбинированной воздушной линии 91
4.2. Определение направления оптимизации конструкции МВЛ по критерию минимума потерь активной мощности и минимуму площади санитарно-защитных зон вдоль трассы МВЛ на стадии проектирования. .. 93
4.3. Сравнение результатов расчёта стационарных режимов на основе
однолинейных моделей, на основе многопроводных схем замещения и на основе эквивалентных однопроводных схем 96
4.4. Расчёт несимметрии напряжения в конце многоцепной
комбинированной воздушной линии в установившемся режиме 107
4.5. Выводы по главе 4 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЕ I 128
ПРИЛОЖЕНИЕ II 134
ГЛАВА 1. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СЛОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ 11
1.1. Отечественный и зарубежный опыт сооружения многоцепных
комбинированных воздушных линий электропередачи 11
1.2. Классификация многоцепных воздушных линий 13
1.3. Электромагнитная совместимость многоцепных воздушных линий
электропередачи в стационарных режимах 17
1.4. Влияние особенностей конструкции многоцепной комбинированной
воздушной линии электропередачи на её установившийся режим 22
1.5. Выводы по главе 1 и постановка задачи диссертационного
исследования 27
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОПРОВОДНОЙ МНОГОЦЕПНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ 28
2.1. Уравнения состояния и определение параметров многоцепной
воздушной линии на основе теории электромагнитных полей 28
2.2. Определение первичных параметров многоцепной комбинированной
воздушной линии 37
2.3. П-образная многополюсная структура, как схема замещения
многоцепной комбинированной воздушной линии в многопроводной постановке 54
2.4. Применение теории четырёхполюсников к задаче моделирования
многоцепной комбинированной воздушной линии электропередачи в установившемся режиме 64
2.5. Приближенное эквивалентирование многопроводной многоцепной комбинированной воздушной линии однолинейной схемой замещения. ... 69
2.6. Выводы по главе 2 72
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ МНОГОПРОВОДНОЙ МНОГОЦЕПНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ. .. 73
3.1. Математическое моделирование установившегося режима
многоцепной комбинированной воздушной линии в Z-форме, Y-форме и форме обобщённого четырёхполюсника 73
3.2. Математическое моделирование установившегося режима в
однолинейной постановке с учётом границ адекватности внутренней несимметрии 78
3.3. Математическое моделирование установившегося режима
многоцепной комбинированной воздушной линии простейшей разветвлённой топологии 84
3.4. Задача определения напряжённости электрического поля вдоль
трассы многоцепной комбинированной воздушной линии 86
3.5. Выводы по главе 3 90
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. . 91
4.1. Методика расчёта и коммерческого разделения потерь между
собственниками отдельных частей многоцепной комбинированной воздушной линии 91
4.2. Определение направления оптимизации конструкции МВЛ по критерию минимума потерь активной мощности и минимуму площади санитарно-защитных зон вдоль трассы МВЛ на стадии проектирования. .. 93
4.3. Сравнение результатов расчёта стационарных режимов на основе
однолинейных моделей, на основе многопроводных схем замещения и на основе эквивалентных однопроводных схем 96
4.4. Расчёт несимметрии напряжения в конце многоцепной
комбинированной воздушной линии в установившемся режиме 107
4.5. Выводы по главе 4 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЕ I 128
ПРИЛОЖЕНИЕ II 134
Актуальность темы.
Для современных электроэнергетических систем (ЭЭС) характерны, с одной стороны, рост мощностей систем электроснабжения, а с другой - значительное ужесточение территориальных и иных ограничений. Это приводит к необходимости географического сближения и функционального соединения передачи больших (на уровне ГВт) электрических мощностей и их распределения, то есть создания в ЭЭС специфических комплексных электроустановок, объединяющих в непосредственной близости элементы системных и распределительных электрических сетей.
Для решения этих проблем известен ряд эффективных способов, наиболее обеспеченных теоретическими и техническими решениями. Из них, не претендуя на исчерпывающую полноту классификации, состава достоинств и недостатков, можно выделить следующие, представленные в таблице В.1.
Анализ показывает, что в условиях жестких территориальных ограничений на развитие электрических сетей в целом ряде случаев экономически целесообразно применение комбинированных МВЛ, на опорах которых размещены две и более трёхфазных ВЛ разных номинальных напряжений. Таким образом принципиальной особенностью МВЛ является совмещение на отдельных ее участках в единой конструкции ВЛ большой электрической мощности высокого и сверхвысокого напряжения и ВЛ распределительной сети. Это значительно сокращает затраты, уменьшая площади, отчуждаемые под трассы ВЛ и территории подстанций, снижает уровни напряжённостей электромагнитного поля вблизи ВЛ, что особенно немаловажно в условиях густонаселённых районов страны с высокой концентрацией энергопотребления.
Таблица В.1 Сравнение способов передачи и распределения больших электрических мощностей
№ Наименование Достоинства Недостатки
1. Применение сверхвысоких напряжений (СВН) на переменном и постоянном токе • Это - классический ступенчато-иерархический способ организации энергоснабжения. Количество ступеней от 2 в системах глубокого ввода и более в обычных СЭС.
• Снижение потерь с ростом номинального напряжения. • Необходимость отведения большой
территории под охранные зоны и снижение негативных экологических влияний.
• Сложность и многоступенчатость
распределительной сети и увеличение потерь на преобразование параметров электроэнергии на каждой ступени.
• Затраты на сооружение подстанций (в
том числе преобразовательных)
распределительной сети.
2. Кабельные сети, использующие современные виды твердой и жидкой изоляции • Отсутствие необходимости отведения большой территории для сооружения передачи. • Сложность технической диагностики (в том числе контроля параметров изоляции) и поиска мест повреждения.
• Необходимость применения сложного диагностического оборудования, в том числе оптоволоконной диагностики.
• Сложность осуществления ремонта.
• Относительно высокая стоимость.
3. Кабельные сети, использующие эффект высокотемпературной сверхпроводимости • Кардинальное снижение потерь мощности при передаче и распределении.
• Существенное сокра
щение ступеней преобразования напряжений. • Высокая стоимость эксплуатации.
• Повышенные требования к надёжности и необходимость разработки и апробации новых конструктивных элементов передачи.
• Необходимость мероприятий по
обеспечению синусоидальности токов и напряжений (на постоянном токе).
• Целесообразность применения
ограничена районами с высокой
концентрацией нагрузок, в частности системами электроснабжения
мегаполисов.
4. Электрические сети на основе
МВЛ • Снижение площади и затрат на сооружение электропередачи и ПС.
• Сокращение ступеней преобразования напряжений.
• Возможность повышения пропускной способности ВЛ за счёт реконструкции. • Необходимость совпадения
трассировки линий различных классов напряжения.
• Усложнение управления, технического обслуживания ВЛ, защиты от аномальных режимов и воздействий.
Выбор оптимального способа построения конкретной системы передачи и распределения электрических мощностей производится на основе экономического сравнения вариантов с учетом данных и характеристик, приведенных в данной таблице
Намечающаяся в последнее время тенденция к увеличению плотности сооружения ВЛ повышает актуальность целого спектра проблем, связанных с проектированием и эксплуатацией комбинированных МВЛ. Среди них нужно выделить проблему учета специфики МВЛ, как многокомпонентной конструкции. Ее основные составные части: - ВЛ основной передачи на ВН или СВН (одна или несколько цепей), которая определяет в большинстве случаев общую длину МВЛ; - ВЛ распределительных сетей, которые на отдельных участках совпадают с основной трассой; - ответвления, присоединения к промежуточным ПС, отпайки и другие присоединения основной передачи и распределительной сети. Сказанное выше определяет актуальность темы и проблемы диссертации, а также основные направления практического применения её результатов.
Цель и задачи исследования.
Целью работы является научное обоснование, разработка и практическая реализация математической модели стационарных режимов несимметричных МВЛ на основе метода фазных координат. Для достижения этой цели сформулированы и решены следующие научные и практические задачи.
• Обоснование и разработка уточнённых методов математического моделирования МВЛ, учитывающих электромагнитное взаимовлияние их отдельных элементов в установившихся режимах.
• Исследование специфических особенностей установившихся режимов МВЛ.
• Научное обоснование приближённого эквивалентирования
многопроводных схем замещения (МСЗ) МВЛ.
• Разработка методики расчёта потерь мощности в установившемся режиме
при передаче электрической энергии по МВЛ.
• Реализация подхода к коммерческому разделению потерь между собственниками отдельных частей МВЛ.
• Выработка рекомендаций по моделированию МВЛ однолинейными схемами замещения, оптимизации конструкции МВЛ и др.
• Практическая оценка несимметрии напряжения в конце цепи МВЛ в установившемся режиме.
Основные методы научных исследований.
При выполнении данного исследования использованы методы математического анализа и моделирования, уравнения математической физики, метод фазных координат. Аналитические выводы являются базисом для разработки расчётных моделей и методик. Исследования и компьютерные эксперименты проводились с использованием уточненных моделей реальных электроэнергетических объектов. Оценка их корректности и репрезентативности проводилась путём сравнения с данными измерений в условиях эксплуатации МВЛ.
Достоверность полученных результатов.
Достоверность полученных результатов научных положений и выводов исследований базируется на использовании фундаментальных основ теоретической электротехники, а также использовании теории установившихся и переходных процессов в электрических системах. Ряд выводов основан на корректном применении математических методов и подтверждается адекватным поведением моделей, а также удовлетворительным совпадением результатов, полученных в компьютерных экспериментах и на реальных объектах.
Научная новизна.
• Развёрнутая математическая модель МВЛ в виде МСЗ и обобщённого
четырёхполюсника (ОЧП), учитывающая внутреннюю
параметрическую несимметрию трёхфазных цепей МВЛ.
• Методика расчёта установившегося режима МВЛ, учитывающая электромагнитное и электростатическое взаимодействие её отдельных элементов.
• Методика приближённого эквивалентирования МСЗ однопроводными схемами, учитывающими внутреннюю несимметрию МВЛ.
Основные положения, выносимые на защиту.
• Математическая модель в виде МСЗ и ОЧП, реализованная в виде методики расчёта установившихся режимов МВЛ.
• Методика приближённого эквивалентирования МСЗ однопроводными схемами, учитывающими внутреннюю несимметрию МВЛ.
• Результаты аналитических и расчетных исследований установившихся режимов МВЛ.
Практическая ценность.
• Разработан подход к оптимизации конструкции МВЛ по условию минимума потерь мощности на основе анализа их установившихся режимов.
• Предложены способы учёта влияния неоднородной структуры МВЛ и мест подключения нагрузок и источников при расчёте установившихся режимов.
• Даны рекомендации по снижению затрат на сооружение комбинированных МВЛ за счёт минимизации площади её санитарнозащитной зоны.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы в целом и ее части представлялись и докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи» (г. Екатеринбург, 2010); на Международной конференция «Проблемы повышения энергоэффективности и надёжности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа» (г. Самара, 2010); на V
открытой молодёжной научно-практической конференции «Диспетчеризация в электроэнергетике: проблемы и перспективы» (г. Казань, 2010); на II Международной научно-практической конференции «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах» (г. Пенза, 2011); на X международной молодёжной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2011); на Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи» (г. Самара, 2011); на Тринадцатой международной конференции «International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems» (г. Варна, 2011); на Международной научно-практической
конференции «Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы» (г. Ульяновск, 2012); на Седьмой Международной молодёжной научной конференции «Тинчуринские чтения» (г. Казань, 2012).
Реализация результатов работы.
Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и эксплуатации в филиале ОАО «СО ЕЭС» - «ОДУ Средней Волги» (г. Самара), ЗАО «РОСПРОЕКТ» (г. Санкт-Петербург). Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедр «Электрические станции» и «Автоматизированные электроэнергетические системы» Самарского государственного технического университета.
Публикации.
Основные научные результаты диссертации отражены в 15 публикациях, в том числе 5 публикациях в рецензируемых научных журналах из Перечня, утверждённого ВАК.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит их введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объём работы содержит 137 стр. основного текста, включая 29 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 112 наименований.
Для современных электроэнергетических систем (ЭЭС) характерны, с одной стороны, рост мощностей систем электроснабжения, а с другой - значительное ужесточение территориальных и иных ограничений. Это приводит к необходимости географического сближения и функционального соединения передачи больших (на уровне ГВт) электрических мощностей и их распределения, то есть создания в ЭЭС специфических комплексных электроустановок, объединяющих в непосредственной близости элементы системных и распределительных электрических сетей.
Для решения этих проблем известен ряд эффективных способов, наиболее обеспеченных теоретическими и техническими решениями. Из них, не претендуя на исчерпывающую полноту классификации, состава достоинств и недостатков, можно выделить следующие, представленные в таблице В.1.
Анализ показывает, что в условиях жестких территориальных ограничений на развитие электрических сетей в целом ряде случаев экономически целесообразно применение комбинированных МВЛ, на опорах которых размещены две и более трёхфазных ВЛ разных номинальных напряжений. Таким образом принципиальной особенностью МВЛ является совмещение на отдельных ее участках в единой конструкции ВЛ большой электрической мощности высокого и сверхвысокого напряжения и ВЛ распределительной сети. Это значительно сокращает затраты, уменьшая площади, отчуждаемые под трассы ВЛ и территории подстанций, снижает уровни напряжённостей электромагнитного поля вблизи ВЛ, что особенно немаловажно в условиях густонаселённых районов страны с высокой концентрацией энергопотребления.
Таблица В.1 Сравнение способов передачи и распределения больших электрических мощностей
№ Наименование Достоинства Недостатки
1. Применение сверхвысоких напряжений (СВН) на переменном и постоянном токе • Это - классический ступенчато-иерархический способ организации энергоснабжения. Количество ступеней от 2 в системах глубокого ввода и более в обычных СЭС.
• Снижение потерь с ростом номинального напряжения. • Необходимость отведения большой
территории под охранные зоны и снижение негативных экологических влияний.
• Сложность и многоступенчатость
распределительной сети и увеличение потерь на преобразование параметров электроэнергии на каждой ступени.
• Затраты на сооружение подстанций (в
том числе преобразовательных)
распределительной сети.
2. Кабельные сети, использующие современные виды твердой и жидкой изоляции • Отсутствие необходимости отведения большой территории для сооружения передачи. • Сложность технической диагностики (в том числе контроля параметров изоляции) и поиска мест повреждения.
• Необходимость применения сложного диагностического оборудования, в том числе оптоволоконной диагностики.
• Сложность осуществления ремонта.
• Относительно высокая стоимость.
3. Кабельные сети, использующие эффект высокотемпературной сверхпроводимости • Кардинальное снижение потерь мощности при передаче и распределении.
• Существенное сокра
щение ступеней преобразования напряжений. • Высокая стоимость эксплуатации.
• Повышенные требования к надёжности и необходимость разработки и апробации новых конструктивных элементов передачи.
• Необходимость мероприятий по
обеспечению синусоидальности токов и напряжений (на постоянном токе).
• Целесообразность применения
ограничена районами с высокой
концентрацией нагрузок, в частности системами электроснабжения
мегаполисов.
4. Электрические сети на основе
МВЛ • Снижение площади и затрат на сооружение электропередачи и ПС.
• Сокращение ступеней преобразования напряжений.
• Возможность повышения пропускной способности ВЛ за счёт реконструкции. • Необходимость совпадения
трассировки линий различных классов напряжения.
• Усложнение управления, технического обслуживания ВЛ, защиты от аномальных режимов и воздействий.
Выбор оптимального способа построения конкретной системы передачи и распределения электрических мощностей производится на основе экономического сравнения вариантов с учетом данных и характеристик, приведенных в данной таблице
Намечающаяся в последнее время тенденция к увеличению плотности сооружения ВЛ повышает актуальность целого спектра проблем, связанных с проектированием и эксплуатацией комбинированных МВЛ. Среди них нужно выделить проблему учета специфики МВЛ, как многокомпонентной конструкции. Ее основные составные части: - ВЛ основной передачи на ВН или СВН (одна или несколько цепей), которая определяет в большинстве случаев общую длину МВЛ; - ВЛ распределительных сетей, которые на отдельных участках совпадают с основной трассой; - ответвления, присоединения к промежуточным ПС, отпайки и другие присоединения основной передачи и распределительной сети. Сказанное выше определяет актуальность темы и проблемы диссертации, а также основные направления практического применения её результатов.
Цель и задачи исследования.
Целью работы является научное обоснование, разработка и практическая реализация математической модели стационарных режимов несимметричных МВЛ на основе метода фазных координат. Для достижения этой цели сформулированы и решены следующие научные и практические задачи.
• Обоснование и разработка уточнённых методов математического моделирования МВЛ, учитывающих электромагнитное взаимовлияние их отдельных элементов в установившихся режимах.
• Исследование специфических особенностей установившихся режимов МВЛ.
• Научное обоснование приближённого эквивалентирования
многопроводных схем замещения (МСЗ) МВЛ.
• Разработка методики расчёта потерь мощности в установившемся режиме
при передаче электрической энергии по МВЛ.
• Реализация подхода к коммерческому разделению потерь между собственниками отдельных частей МВЛ.
• Выработка рекомендаций по моделированию МВЛ однолинейными схемами замещения, оптимизации конструкции МВЛ и др.
• Практическая оценка несимметрии напряжения в конце цепи МВЛ в установившемся режиме.
Основные методы научных исследований.
При выполнении данного исследования использованы методы математического анализа и моделирования, уравнения математической физики, метод фазных координат. Аналитические выводы являются базисом для разработки расчётных моделей и методик. Исследования и компьютерные эксперименты проводились с использованием уточненных моделей реальных электроэнергетических объектов. Оценка их корректности и репрезентативности проводилась путём сравнения с данными измерений в условиях эксплуатации МВЛ.
Достоверность полученных результатов.
Достоверность полученных результатов научных положений и выводов исследований базируется на использовании фундаментальных основ теоретической электротехники, а также использовании теории установившихся и переходных процессов в электрических системах. Ряд выводов основан на корректном применении математических методов и подтверждается адекватным поведением моделей, а также удовлетворительным совпадением результатов, полученных в компьютерных экспериментах и на реальных объектах.
Научная новизна.
• Развёрнутая математическая модель МВЛ в виде МСЗ и обобщённого
четырёхполюсника (ОЧП), учитывающая внутреннюю
параметрическую несимметрию трёхфазных цепей МВЛ.
• Методика расчёта установившегося режима МВЛ, учитывающая электромагнитное и электростатическое взаимодействие её отдельных элементов.
• Методика приближённого эквивалентирования МСЗ однопроводными схемами, учитывающими внутреннюю несимметрию МВЛ.
Основные положения, выносимые на защиту.
• Математическая модель в виде МСЗ и ОЧП, реализованная в виде методики расчёта установившихся режимов МВЛ.
• Методика приближённого эквивалентирования МСЗ однопроводными схемами, учитывающими внутреннюю несимметрию МВЛ.
• Результаты аналитических и расчетных исследований установившихся режимов МВЛ.
Практическая ценность.
• Разработан подход к оптимизации конструкции МВЛ по условию минимума потерь мощности на основе анализа их установившихся режимов.
• Предложены способы учёта влияния неоднородной структуры МВЛ и мест подключения нагрузок и источников при расчёте установившихся режимов.
• Даны рекомендации по снижению затрат на сооружение комбинированных МВЛ за счёт минимизации площади её санитарнозащитной зоны.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы в целом и ее части представлялись и докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи» (г. Екатеринбург, 2010); на Международной конференция «Проблемы повышения энергоэффективности и надёжности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа» (г. Самара, 2010); на V
открытой молодёжной научно-практической конференции «Диспетчеризация в электроэнергетике: проблемы и перспективы» (г. Казань, 2010); на II Международной научно-практической конференции «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах» (г. Пенза, 2011); на X международной молодёжной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2011); на Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи» (г. Самара, 2011); на Тринадцатой международной конференции «International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems» (г. Варна, 2011); на Международной научно-практической
конференции «Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы» (г. Ульяновск, 2012); на Седьмой Международной молодёжной научной конференции «Тинчуринские чтения» (г. Казань, 2012).
Реализация результатов работы.
Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и эксплуатации в филиале ОАО «СО ЕЭС» - «ОДУ Средней Волги» (г. Самара), ЗАО «РОСПРОЕКТ» (г. Санкт-Петербург). Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедр «Электрические станции» и «Автоматизированные электроэнергетические системы» Самарского государственного технического университета.
Публикации.
Основные научные результаты диссертации отражены в 15 публикациях, в том числе 5 публикациях в рецензируемых научных журналах из Перечня, утверждённого ВАК.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит их введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объём работы содержит 137 стр. основного текста, включая 29 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 112 наименований.
1. Разработана уточнённая математическая модель воздушной линии электропередачи многоцепного исполнения для применения в расчётах установившихся режимов. Данная модель учитывает электромагнитное и электростатическое взаимодействие фазных проводников и тросов воздушной линии, приводящее к несимметрии первичных параметров отдельных фаз линии.
2. Разработана методика расчёта установившегося режима МВЛ с использованием многопроводных схем замещения и обобщённых четырёхполюсников. Данная методика, в отличии от традиционных, позволяет выявить влияние внутренней несимметрии МВЛ на параметры её режима.
3. Разработана методика приближённого эквивалентирования многопроводных схем замещения МВЛ однолинейными для применения в существующих программах расчёта и анализа установившегося режима. Применение данной методики позволяет снизить погрешности расчёта отдельных параметров режима на 10:200 %, а также применить промышленные программные комплексы
в задачах анализа потерь и несимметрии параметров режима МВЛ.
4. Разработана методика расчёта потерь электрической мощности в
установившемся режиме при передаче электрической энергии по МВЛ. Применение многопроводных математических моделей воздушных линий позволяет снизить погрешность данного расчёта в зависимости от режима и конфигурации МВЛ в 1,2:40 раз в сравнении с
однопроводными традиционными моделями.
5. Разработана методика расчётного определения коэффициентов
несимметрии напряжения в конце МВЛ. Данная методика отличается от существующих возможностью учёта влияния на величину коэффициента несимметрии не только режимной несимметрии трёхфазной цепи, но и внутренней несимметрии первичных параметров, приводящей к увеличению коэффициента несимметрии по обратной последовательности на 0,02:0,4 %.
6. Сформирован подход к коммерческому разделению потерь электрической мощности между хозяйствующими субъектами - собственниками отдельных частей и участков МВЛ. Данный подход позволяет адекватно учесть перераспределение потерь между цепями, в которых протекают отличающиеся по величине и направлению потоки мощности.
7. Даны рекомендации по оптимизации конструкции вновь сооружаемых МВЛ по условию минимума потерь активной мощности. Эффективность оптимизации зависит от класса напряжения линии, числа цепей и числа грозозащитных тросов и позволит снизить потери мощности в проектируемых МВЛ на 2:8 %.
8. Даны рекомендации по оптимизации площадей санитарно-защитных зон МВЛ. Применение сложных конфигураций МВЛ с цепями различных классов напряжения позволит снизить площадь санитарнозащитной зоны вдоль трассы вновь сооружаемых МВЛ на 5:20 %, а также уменьшить капитальные затраты при использовании МВЛ в качестве элементов схем глубокого ввода.
2. Разработана методика расчёта установившегося режима МВЛ с использованием многопроводных схем замещения и обобщённых четырёхполюсников. Данная методика, в отличии от традиционных, позволяет выявить влияние внутренней несимметрии МВЛ на параметры её режима.
3. Разработана методика приближённого эквивалентирования многопроводных схем замещения МВЛ однолинейными для применения в существующих программах расчёта и анализа установившегося режима. Применение данной методики позволяет снизить погрешности расчёта отдельных параметров режима на 10:200 %, а также применить промышленные программные комплексы
в задачах анализа потерь и несимметрии параметров режима МВЛ.
4. Разработана методика расчёта потерь электрической мощности в
установившемся режиме при передаче электрической энергии по МВЛ. Применение многопроводных математических моделей воздушных линий позволяет снизить погрешность данного расчёта в зависимости от режима и конфигурации МВЛ в 1,2:40 раз в сравнении с
однопроводными традиционными моделями.
5. Разработана методика расчётного определения коэффициентов
несимметрии напряжения в конце МВЛ. Данная методика отличается от существующих возможностью учёта влияния на величину коэффициента несимметрии не только режимной несимметрии трёхфазной цепи, но и внутренней несимметрии первичных параметров, приводящей к увеличению коэффициента несимметрии по обратной последовательности на 0,02:0,4 %.
6. Сформирован подход к коммерческому разделению потерь электрической мощности между хозяйствующими субъектами - собственниками отдельных частей и участков МВЛ. Данный подход позволяет адекватно учесть перераспределение потерь между цепями, в которых протекают отличающиеся по величине и направлению потоки мощности.
7. Даны рекомендации по оптимизации конструкции вновь сооружаемых МВЛ по условию минимума потерь активной мощности. Эффективность оптимизации зависит от класса напряжения линии, числа цепей и числа грозозащитных тросов и позволит снизить потери мощности в проектируемых МВЛ на 2:8 %.
8. Даны рекомендации по оптимизации площадей санитарно-защитных зон МВЛ. Применение сложных конфигураций МВЛ с цепями различных классов напряжения позволит снизить площадь санитарнозащитной зоны вдоль трассы вновь сооружаемых МВЛ на 5:20 %, а также уменьшить капитальные затраты при использовании МВЛ в качестве элементов схем глубокого ввода.