Methodology for Assessment the Possibility of Transfer Six-Phase Power Line into the Mode of Operation with Incomplete Number of Phases

Abstract

In electric power systems due to various reasons: short circuits, phase breaks, ice melting, phase-by-stage repair of a high-voltage power line (transmission line), interruptions in the power sup-ply to the consumer occur. On single-sided power lines, this leads to a prolonged shutdown of consumers, and to a significant emergency lack of electricity supply. Switching the line to operation with incomplete number of phases significantly increases the reliability of consumes power supply. For double-circuit power lines it is always possible to keep in work at least two phases out of six. Among the various options for double-circuit power lines, the so-called self-compensating and controlled self-compensating high-capacity power transmission lines (SCL and CSCL) were proposed. For unidirectional power supply lines, these cases are accompanied by a prolonged shutdown of consumers from the electrical energy and a long time with a lack of supply. The article is devoted to the methodology for calculation the throughput of SCL and CSCL, which operate with incomplete number of phases. The methodology is based on the use of six symmetric components of currents and voltage of the SСL (СSС) and can be extended and applied in principle to any six-phase power transmission lines, in particular, two-circuit conventional power lines. The equivalents substitution complex schemes in the coordinates of the six symmetrical components in the MATLAB program are modeled. This allows us to find the currents and transmitted power through the line and voltages in the nodes of the network and evaluate the possibility of its operation in this mode.

În sistemele electroenergetice din diferite motive ca scurtcircuite, rupri a faze, topirea gheții, reparație pas cu pas a unei linii de înaltă tensiune (linie de transmisie), se produc întreruperi în alimentarea consumatorilor. Obiectivul lucrării este de a dezvolta o metodologie pentru calcularea debitului unei linii de transmisie a energiei cu șase faze, luând ca exemplu linii electrice cu autocompensare și de tip LEDA, care funcționează într-un regim de sarcină cu număr necomplet de faze. Pentru a atinge acest obiectiv, am folosit o tehnică bazată pe utilizarea a șase componente simetrice ale curenților și tensiunilor LEC (LEDA) pentru diferite regimuri asimetrice și care poate fi distribuită și aplicată în principiu la orice tip de linii de alimentare cu șase faze, în special, la liniile de alimentare convenționale cu dublu circuit. În mod similar cu metoda binecunoscută a componentelor simetrice trifazice, utilizată pentru a evalua posibilitatea transferării unei linii de alimentare trifazate într-un regim incomplet de faze, metoda componentelor simetrice cu șase faze poate simplifica semnificativ calculul. Cel mai important rezultat al acestei lucrări o prezintă metoda de calculul al parametrilor electrici (curenți și tensiuni) în cazul unui regim de funcționare ce număr necomplet de faze , utilizând condițiile de limită pentru porțiunea avariată a liniei electrice de transmisie. Semnificația rezultatelor constă în obținerea unui scheme complexe echivalente la ruperea fazei în coordonatele fazore a șase componente simetrice, ceea ce permite de a calcula curenții (puterile) și tensiunii unei linii de transmisie cu sase faze în nodurile rețelei, ce permite estimarea posibilității funcționării acestei linii în regim de fază incomplet.

В электроэнергетических системах в силу различных причин: коротких замыканий, обрывов фаз, плавки гололёда, пофазный ремонт высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП) возникают перерывы в электроснабжение потребителей. Переключение линии с односторонним питанием в неполнофазный режим существенно увеличивает надежность электроснабжения потребителей. Особенно это эффективно для двухцепных ЛЭП. Для них всегда есть возможность сохранить из шести фаз хотя бы две фазы в работе для обеспечения непрерывности энергснабжения. Среди различных вариантов двухцепных ЛЭП были предложены и так называемые самокомпенсирующиеся и управляемые самокомпенсирующиеся линии электропередачи повышенной пропускной способности (СВЛ и УСВЛ). Целью работы является разработка методики расчета пропускной способности шестифазной ЛЭП на примере СВЛ и УСВЛ, которые работают в неполнофазном нагрузочном режиме. Для достижения поставленной цели использовалась методика, основанная на использование шести симметричных составляющих токов и напряжений СВЛ (УСВЛ) при различных несимметричных режимах и которая может быть распространена и применена в принципе к любым видам шестифазным ЛЭП, в частности, к двуцхцепным обычным ЛЭП. Аналогично общеизвестному методу трехфазных симметричных составляющих использованный для оценки возможности перевода трехфазной ЛЭП в неполнофазный режим, метод шестифазных симметричных составляющих позволяет существенно упростить расчёт. Наиболее важным результатом в данной работе является рассмотренная методика расчета электрических величин (токов и напряжений) при неполнофазном режиме СВЛ на основе граничных условий для участка повреждения ЛЭП. Значимость результатов состоит в получении эквивалентной комплексной схемы замещения для обрыва фазы в координатах шести симметричных составляющих, что позволяет найти токи (мощности) шестифазной ЛЭП и напряжения в узлах сети и оценить возможность её работы в неполнофазном режиме.