Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 6 april 1946 - Seriekondensatorer i linjer för storkraftöverföring, av Å Vrethem och B Rathsman
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 april 1946
361
arna på reaktiv effekt icke belastas med mera än 50—70 %
av den effekt, som skulle ge lägsta årskostnader per
överförd kW. För en typisk 235 kV dubbelledning av omkring
400 km längd, försedd med en mellanstation på mitten
och normala ändutrustningar med låg reaktans, är
exempelvis förhållandet mellan den mest ekonomiska
ledningsbelastningen och den verkliga av stabilitetsvillkoret
bestämda belastningen approximativt 2,5.
Överföringsspänningen har sålunda höjts till och eventuellt över den
ekonomiskt försvarbara gränsen.
Kostnaderna för byggande av parallelledningar går upp
i proportion till ökningen av överföringsförmågan och
följaktligen vinnes föga i fråga om förbättring av
missförhållandet mellan mest ekonomisk belastning och
stabilitetsgräns.
Reduktion av systemfrekvensen förbättrar
stabilitetsproblemet under förutsättning att en avsevärd del av lasten
kan använda den lägre frekvensen. Det påpekas, att denna
metod på de ställen, där den begagnas, ej anses
tillfredsställande.
Jämföres med likströmsöverföring konstateras att om
ändstationsutrustningarna för likström kan erhållas till en
kostnad motsvarande dubbla kostnaden för
växelströmsutrustning skulle likströmsöverföringar på 800 km bli lika
ekonomiskt försvarbara som många av de nuvarande
överföringarna av betydligt kortare längd. Kompensering av
ledningsreaktansen med kondensatorer anses vara det
viktigaste alternativet eller supplementet till
upptransformering av spänningen när det gäller att göra
växelströmssystemet mera konkurrenskraftigt i förhållande till
likströmssystemet.
Kondensatortyp och inkopplingssätt
I valet mellan de två typer av kondensatorer, som kan
komma i fråga, nämligen spänningssäker typ (non-limited
voltage type), som är dimensionerad för permanent
inkoppling även vid kortslutning, och spänningsskyddad
typ (limited voltage type), som är dimensionerad för de
normala driftvillkoren men ej för kortslutning, anses de
högre kostnaderna för den förra typen vara prohibitiva,
eftersom denna typ måste utföras för mycket högre
spänning än den senare typen. Val av spänningsskyddade
kondensatorer förutsätter emellertid att man har tillgång till
lämpliga automatiska ur- och återinkopplingsanordningar
för kondensatorn. Fordringarna på dessa anordningar
fixeras på följande sätt:
spänningen skall begränsas redan under första halva
perioden av överspänningen;
seriekondensator!! skall vara inkopplad i kretsen inom
två perioder efter det felet har bortkopplats.
En viss, ehuru låg impedans bör finnas i
överbryggnings-kretsen till kondensatorn för att begränsa
urladdningsströmmen vid överbryggningen.
Vid modellnätsförsök har som skydd för
seriekondensa-torn använts ett parallellgnistgap förkopplat med en låg
resistans. Gnistgapet var av "speciell självsläckande typ"
och det framgår av oscillogrammet att gnistgapet
begränsar spänningen över kondensatorn till
storleksordningen två gånger spänningen före felet samt att strömmen
släckes vid första nollgenomgång efter det störningen
bortkopplats.
Seriekondensatorn placeras med fördel nära elektriska
centrum av systemet, eftersom detta begränsar
påkänningarna på skyddsanordningarna för kondensatorn,
minskar spänningarna till jord och reducerar problemet
med inkopplingsströmstöten. För system bestående av flera
parallella ledningar är det lämpligt att placera
kondensatorn i en mellanstation, så att den är gemensam för
de parallella grenarna.
Seriekondensatorns inverkan på stabiliteten
Seriekondensatorerna höjer såväl statiska som dynamiska
stabilitetsgränserna. I normala fall ligger dynamiska sta-
bilitetsgränsen så långt nedanför den statiska, att det
fordras en avsevärd höjning av den förra innan den
statiska stabilitetsgränsen blir av betydelse för den praktiskt
uttagbara belastningsförmågan. Detta torde vara typiskt
för det amerikanska sättet att resonera, enligt vilket det
förutsättes såsom självklart, att praktiska
överföringsförmågan bestämmes av villkoret att en kortslutning på en
ledningssektion ej får orsaka stabilitetsstörning.
Ett generellt resonemang om stabilitetsförhållandena
under olika faser av en störning ger bl.a. till resultat, att
vid användning av seriekondensatorer bortkopplingstiden
för felet spelar större roll än längden av den tid, under
vilken kondensatorn är överbryggad genom
skyddsanordningarna. Användning av strömbrytare och reläer med en
sammanlagd funktionstid av 4—6 perioder (0,07-—0,10 s)
rekommenderas. Resonemanget visar vidare, att det i de
flesta fall är fördelaktigare att ha seriekondensatorn
normalt inkopplad i kretsen än att ha seriekondensatorn
normalt bortkopplad och automatiskt koppla in den när en
ledningssektion kopplas ur.
Beräkningar och mod elinät smätningar för ett aktuellt fall
Undersökningar har utförts på en 220 kV överföring av
375 km längd. Överföringen förbinder en sändarstation
med 2 X 108 alt. 3 X 108 MVA generatoreffekt och en
mottagarstation med 6 X 60 alt. 4 X 60 MVA generatoreffekt —
synbarligen helt eller delvis synkronkondensatorer.
Mottagarstationen tillhör ett lokalt nät med 397 alt. 265 MW
belastning och med egna generatorstationer. Överföringen
förutsättes ske över en dubbel eller tredubbel 220 kV
ledning med en mellanstation på mitten. Tre fall har
undersökts:
a. två 220 kV ledningar, tre 108 MVA generatorer,
seriekondensator i mellanstationen;
b. två 220 kV ledningar, två 108 MVA generatorer, ingen
seriekondensator;
c. tre 220 kV ledningar, tre 108 MVA generatorer, ingen
seriekondensator.
Sändar- och mottagarstationerna avbildades vid
försöken genom likströmsdrivna synkrongeneratorer på
vardera 100 kVA. Ledningskortslutningar anbragtes med en
särskild brytare och bortkopplades av vederbörande
led-ningssektions strömbrytare. Resultaten av
modellnätsmät-ningarna uppges stämma väl med resultaten av de
teoretiska beräkningarna. För den dynamiska stabilitetsgränsen
erhölls värden enligt följande tabell, gällande vid en
tvåfasig kortslutning med jordslutning — systemnollpunkten
var jordad — och 7 perioders (0,12 s) bortkopplingstid.
Dynamiska stabilitetsgränsen synes då vara definierad som
den största belastning systemet kan överföra utan att falla
ur fas vid störningsförloppet (kortslutning under 7
perioder pius bestående bortkoppling av en ledningssektion).
Stabilitetsgräns
i
modellnätet
kW
a 324 2 61 104
a 324 2 42 94
b 216 2 0 61
c 324 3 0 113
Mätningar med stroboskop visade, att stabilitetsgränsen
i alla tre fallen uppnåddes vid ungefär samma
polhjuls-vinkel mellan maskinerna.
Pendlingsförsök
Försök har även gjorts över tendensen till spontana
pendlingar vid låg last. Det är känt, att sådana kan
inträffa på överföringar med stor resistans i förhållande
till reaktansen och eftersom seriekompensering minskar
reaktansen kan det väntas, att seriekompenseringen ökar
tendensen till d3rlika pendlingar.
Fall
[-Generatoreffekt-]
{+Generator-
effekt+}
MVA
Antal
220 kV
ledningar
Kompensering
med
seriekondensator
%
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
