Адрес для переписки: Фурсанов Михаил Иванович — Белорусский национальный технический университет просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 292-65-82 elsyst@bntu.by
Address for correspondence: Fursanov Mikhail I. — Belаrusian National Technical University 65/2 Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 292-65-52 elsyst@bntu.by
Представлены результаты исследований влияний молнии на низковольтные системы высоковольтных электрических подстанций с открытыми распределительными устройствами 110 кВ. Актуальность исследований обусловлена широким распространением таких подстанций, высокими требованиями к надежности их работы, а также повсеместным распространением и высокой вероятностью ударов молнии в подстанции или вблизи них. Наиболее вероятные и опасные влияния молнии на низковольтные системы подстанции определены на основании критического обзора и анализа литературных источников, систематизации практической информации, собранной при обследовании эксплуатируемых подстанций. Для установленного перечня опасных влияний на основе физических процессов молнии разработаны адекватные физико-математические модели. Модель каждого влияния исследована на основании теории чувствительности. Достоверность и адекватность моделей подтверждены путем сопоставления результатов расчетов по исследуемым моделям с результатами расчетов по специализированным программам, а также с практическими или теоретическими данными, полученными другими авторами. Изучены факторы, входящие в состав моделей, определены их природа (естественный или искусственный) и диапазон возможных значений в условиях подстанции, рассчитаны коэффициенты эластичности. Полученные результаты позволяют установить вклад фактора во влияние молнии и возможность управления фактором. Взаимосвязь между факторами и влияниями молнии показана в виде графов. Для практического применения информация, полученная в результате исследований, систематизирована в виде контрольных перечней, которые можно применять при сборе исходной информации с целью разработки молниезащиты подстанции, обследования ее существующей молниезащиты, расследования аварийных ситуаций, связанных с ударами молнии. Результаты исследований использовались на практике при предпроектных обследованиях подстанций, разработке задания на проектирование, проектировании молниезащиты подстанции, в процессе приемосдаточных испытаний и периодической инспекции молниезащиты.
The article presents the results of studies of the effects of lightning on low voltage systems of high voltage electrical substations with outdoor switchgears of 110 kV. The topicality of research is associated with a wide spreading of such substations as well as with a high reliability requirements of their work and, also, with their widespread distribution and high probability of lightning strikes to the substation or around it. The highest probable and the most dangerous effects of lightning on low voltage systems of a substation are determined on the basis of critical review and special literature analysis and, also, of systematization of practical information that had been collected during the survey of operating substations. Adequate physical models were developed for the list of hazardous effects based on physical processes of lightning. A model of each effect was studied on the basis of the sensitivity theory. The accuracy and adequacy of the models were verified by means of comparison of calculation results for the models under investigation with the results of calculations fulfilled in accordance with specialized programs, as well as from practical or theoretical data obtained by other authors. The factors that had been included in the models were studied and were defined in accordance with their nature (natural or artificial), the range of possible values in a substation was determined; the coefficients of elasticity were calculated. The obtained results enable to ascertain the contribution of the factor in the effect of lightning and the ability to control the factor. The relationship between the factors and the effects of lightning are shown as graphs. For practical application the information, obtained as the result of the research, was organized in the form of checklists that can be applied when collecting baseline information to develop the lightning protection of the substation, to examine the existing lightning protection, to investigate emergency situations associated with lightning strikes. The results of the study were used in practice during the pre-design survey of substations, development of the design assignment, design of lightning protection of a substation, and during fulfillment of acceptance tests and periodic inspections of lightning protection.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.