ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ПРОВОДИМОСТЕЙ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Номер документа 3720170021

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
44.29. Электроэнергетика

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Электроэнергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер: 2017-21
Автор (принявший орган): И.Е. ИВАНОВ, ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, д. 34, Телефон: (4932) 269-999, Факс: (4932) 385-701
Дата: 30.06.2017
Регион: Ивановская область
Источник информации: http://vestnik.ispu.ru/

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Состояние вопроса: Параметры высоковольтных воздушных линий электропередачи – комплексные сопротивления и проводимости – определяются множеством факторов, таких как геометрические характеристики и физические свойства системы проводников (включая контур возврата тока через землю). При этом степень влияния отдельных факторов на конкретные численные значения параметров воздушных линий электропередачи не всегда очевидна. Это определяет необходимость детального анализа взаимосвязи между характеристиками проводников линии электропередачи и параметрами прямой и нулевой последовательностей. Актуальность задачи обусловлена, прежде всего, нарастающим интересом инженеров-исследователей во всем мире к идентификации фактических параметров схем замещения линий и трансформаторов с использованием технологии синхронизированных векторных измерений. Алгоритмы определения фактических параметров линий электропередачи, предлагаемые в большинстве публикаций по данной проблеме (прежде всего, зарубежных), сопряжены с решением оптимизационной задачи относительно искомых сопротивлений и проводимостей линии. При этом размерность вектора неизвестных оказывается значительной даже в случае одноцепной трехфазной линии. Более того, оптимизационный алгоритм воспринимает все эти неизвестные как совершенно не зависимые друг от друга величины, что ухудшает математическую обусловленность задачи и снижает ее вычислительную эффективность. В связи с этим представляется целесообразным выявить совокупность факторов, обусловливающих изменения сопротивлений и проводимостей линии, и переформулировать оптимизационную задачу. Работы, в которых был бы осуществлен подобный систематизированный анализ влияния вариаций геометрических характеристик и физических свойств системы проводников линии, автору не известны.

Материалы и методы: Для решения поставленной задачи на основе модели реальной двухцепной линии напряжением 500 кВ осуществлено множество вычислительных экспериментов с использованием MATLAB в качестве инструмента моделирования. В исследовании рассмотрено 11 различных сценариев, в каждом из которых изучается влияние отдельной характеристики системы проводников линии электропередачи. В каждом случае варьируется только один параметр (или несколько взаимосвязанных параметров, например, средние высоты подвеса фазных проводников и грозозащитных тросов), тогда как остальные соответствуют принятым «базовым» значениям. Затем рассчитываются сопротивления и проводимости отдельных последовательностей, а также процентные отличия этих параметров от «базовых». При вариации всех характеристик системы проводников и анализе результатов учтены возможные реальные диапазоны изменения этих характеристик.

Результаты: По результатам выполненных вычислительных экспериментов можно заключить, что доминирующими факторами, влияние которых на параметры воздушных линий электропередачи нельзя считать пренебрежимо малым, являются следующие: средние высоты подвеса фазных проводников (с учетом стрелы провеса); средние высоты подвеса грозозащитных тросов; удельная проводимость земли; удельные проводимости материала проводов линии; относительная магнитная проницаемость грозозащитного троса. Влиянием вариаций значений прочих характеристик (радиусы проводников, междуфазные расстояния, диэлектрическая проницаемость грунта и др.) можно фактически пренебречь. В результате для одноцепной трехфазной линии электропередачи количество неизвестных, описывающих актуальное состояние системы ее проводников, можно сократить с 18 (при разделении комплексных сопротивлений и проводимостей на вещественную и мнимую части) до 6-7, а оптимизационную задачу по идентификации параметров линии на основе векторных измерений можно разрешить относительно иной совокупности переменных.

Выводы: В работе детальным образом анализируется влияние различных факторов на значения сопротивлений и проводимостей высоковольтных воздушных линий электропередачи. По результатам моделирования очевидно, что лишь несколько из множества характеристик, задействованных в вычислении сопротивлений и проводимостей, оказывают заметное влияние на значения параметров прямой и нулевой последовательностей линии. Результаты осуществленного анализа позволяют реализовать принципиально иной подход к решению задачи по определению актуальных параметров воздушных линий электропередачи на базе синхронизированных векторных измерений и, таким образом, ускорить процесс внедрения соответствующих алгоритмов в аппаратно-программные комплексы мониторинга энергосистем (примеры успешных внедрений с большой вероятностью до сих пор отсутствуют). Наличие актуальных данных о параметрах воздушных линий может использоваться при решении множества задач, например, следующих: оценивание состояния режима электрической сети; определение места повреждения на линии «классическим» способом; уточнение параметров срабатывания (уставок) дистанционной защиты; более точный учет потерь электроэнергии при ее передаче по проводам линии электропередачи.


Скачать