28.3 : Максимальный поток мощности и нагрузочная способность линии

Максимальный поток мощности для линий передачи с потерями выводится с использованием параметров ABCD в форме векторов. Эти параметры создают матричную связь между напряжениями и токами на передающем и принимающем концах, что позволяет определить ток на принимающем конце. Эта связь облегчает расчет комплексной мощности, поставляемой на принимающий конец, из которой выводятся активные и реактивные компоненты мощности.

Для линии без потерь упрощения оптимизируют расчёт активной мощности.

Теоретическая максимальная активная мощность, или предел устойчивости установившегося состояния, достигается, когда фазовый угол между напряжениями на передающем и принимающем концах равен общему углу последовательного импеданса.

Однако если последовательное сопротивление превышает реактивное сопротивление, максимальная активная мощность уменьшается.

В практических сценариях линии электропередач не обеспечивают свою теоретическую максимальную мощность из-за ограничений, основанных на номинальных напряжениях на клеммах и угловом смещении в 90 градусов. Вместо этого практическая кривая нагрузочной способности линии, построенная ниже теоретического предела устойчивости стационарного состояния, учитывает предел падения напряжения 0,95 или менее и максимальное угловое смещение от 30 до 35 градусов. Эти практические ограничения обеспечивают надёжную работу энергосистемы путем поддержания приемлемых уровней напряжения и ограничения углового смещения для предотвращения нестабильности.

Для коротких линий электропередачи, обычно менее 25 километров, нагрузочная способность ограничивается не падением напряжения или проблемами стабильности, а тепловыми номиналами проводника или оконечного оборудования. Эти тепловые ограничения гарантируют, что оборудование не перегреется в условиях высокого тока, что может привести к повреждению или отказу.

Подводя итог, можно сказать, что теоретические и практические соображения, включая характеристики импеданса, пределы напряжения и тепловые характеристики, влияют на максимальный поток мощности и нагрузочную способность линий электропередачи. Управление этими факторами имеет важное значение для безопасной и эффективной работы электроэнергетических систем.