Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Определение условий совместной экономичной работы нормальных и криогенных электропередач

Криогенные электропередачи могут применяться для различных целей: создания систем электроснабжения крупных городов и промышленных центров, выдачи мощности электростанций в энергосистему, связи отдельных энергосистем в энергообъединении и др. При этом неизбежна совместная (параллельная или раздельная) работа нормальных и криогенных электропередач.
Возможны различные варианты схем электрических сетей, содержащих нормальные и криогенные электропередачи. Так, в схеме электроснабжения крупного города криогенные линии Лк могут образовывать кольцо вокруг центра нагрузок, а нормальные глубокие вводы Ли — передавать мощность непосредственно к нагрузкам. При такой схеме криогенные линии в нормальном режиме образуют замкнутое кольцо, а нормальные линии глубоких вводов могут работать как в замкнутом, так и в разомкнутом режиме.
В схемах сети, предназначенной для питания центра нагрузок ЦП от источника питания ИП нормальные JIU и криогенные Лк линии могут быть выполнены как на одно, так и на разные номинальные напряжения. В обеих схемах предусматривается как параллельная, так и раздельная работа линий с размыканием параллельных цепей в центре питания.
При выдаче мощности электростанций в энергосистему может быть предусмотрена как параллельная, так и раздельная работа нормальных и криогенных электропередач. В этих схемах могут быть предусмотрены как одно цепные, так и двух цепные линии электропередачи.
Электрическая цепь с криогенными электропередачами имеет ряд особенностей. Криорезистивные линии по сравнению с нормальными обладают активным сопротивлением на один-два порядка ниже, а в сверхпроводящих линиях оно вообще равно нулю. В связи с этим при параллельной работе нормальных и криогенных линий получается замкнутая сеть с высокой степенью неоднородности и неэкономичным распределением нагрузок между ними. Поэтому уже на стадии проектирования возникает задача оценки целесообразности применения схем с параллельной работой нормальных и криогенных линий и выбора режима их экономичной загрузки.
Если предполагается раздельная работа параллельных нормальных и криогенных линий, то также возникает задача экономического распределения общей нагрузки между ними.
Зная критерии наивыгоднейшего распределения заданной общей нагрузки между нормальными и криогенными линиями, можно уже при выборе параметров криогенной линии установить график ее загрузки в зависимости от графика общей нагрузки сети.
Пусть по электрической сети, состоящей из нормальной и крио-резистивной параллельных линий в общем случае разных номинальных напряжений, требуется передать мощность S. При этом режим работы сети (замкнутый или разомкнутый) не имеет значения. Если по криорезистивной линии будет передаваться мощность ок, то по нормальной линии — SH = S—SK. Наивыгоднейшее распределение мощностей соответствует минимуму расхода мощности во всей сети на передачу заданной нагрузки S:
где ДРН — потери мощности в нормальной линии; Рк—собственный расход мощности в криорезистивной линии:
Рреф — затраты мощности на рефрижераторные установки; ДРК — потери мощности в токопроводах криорезистивного кабеля; ДРэи — потери в электроизоляции кабеля; qTa— теплоприток в зону низких температур из внешней среды; qB— гидродинамические потери в хладагенте; hK — затраты мощности рефрижераторной установки на отвод единицы тепла из зоны низких температур.
Величина ДРЭИ мала по сравнению с другими величинами, входящими в скобки, а значения qTa и qB не зависят от режима нагрузки криорезистивной линии и определяются конструкцией кабеля и параметрами хладагента. Поэтому для оптимизации режима сети выражение (11.19) можно представить в виде
Тогда целевую функцию можно записать так: АР = (S~25k)'  + hK), где U„, UK — номинальные напряжения нормальной и криорези-стивной линий; Щ, RKM — сопротивления нормальной и криорезистивной линий при комнатной температуре; Щ — коэффициент, характеризующий снижение сопротивления криорезистивной линии при глубоком охлаждении по сравнению с комнатной температурой: nT = RK.t/Ru.n.
Рассмотрим теперь совместную работу нормальной и сверхпроводящей линий.
Пусть по сверхпроводящей линии передается мощность 5СП, тогда по нормальной линии передается мощность S — 5СП. Наивыгоднейшее распределение мощностей соответствует минимуму расхода мощности во всей сети на передачу заданной мощности S:
Здесь собственный расход мощности в сверхпроводящей линии
Реп = АР СП + Ро. реф = А Реп + Лсп (АРСП + А РЭИ + <7тп + <7в) .
Исключив члецы ДРэи, Qm, <7в по причинам, изложенным ранее, получим
где АРсп — потери мощности на гистерезис в сверхпроводниках; hen — затраты мощности рефрижераторной установки на отвод единицы тепла из зоны сверхпроводимости.
Потери в мягких сверхпроводниках трехфазного кабеля, где Яш — напряженность первого критического магнитного поля; Я — амплитудное значение фактической напряженности поля; / — частота переменного тока; k — удельные потери энергии при Н—НК1, зависящие от типа сверхпроводника; F — поверхность сверхпроводника; п — показатель степени; если в качестве сверхпроводника используется ниобий, то при Н^Нк1 п—3, при Як|<Яг^Як2 п=4.