OПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ВО ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЯХ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ШИНАМ ГРОЗОВОГО ИМПУЛЬСА НАПРЯЖЕНИЯ

Грозовой импульс напряжения, обусловленный набегающими с линии высокого напряжения на подстанцию волнами грозовых перенапряжений, вызывает ток в шинах, который вследствие магнитного влияния индуктирует во вторичных цепях перенапряжения. Перенапряжения в системе «провод – земля» рассматриваются как помехи, представляющие опасность в отношении возможности электрического повреждения устройств релейной защиты и автоматики подстанций. Используя обратное преобразование Лапласа, получено решение задачи магнитного влияния первичных цепей на вторичные цепи во временной области в зависимости от времени переходного процесса, который всегда возникает при распространении по шинам импульса напряжения. Выполнена оценка уровня перенапряжений в системе «провод – земля» для случая несрабатывания шинных нелинейных ограничителей перенапряжений и разрядников, когда грозовой импульс напряжения распространяется по шинам без деформации по их длине. Получены решения для перенапряжений во вторичных цепях, по которым можно оценить предельно повышенный, пониженный и средний повышенный уровни перенапряжений. Методом вычислительного эксперимента проведена оценка уровней перенапряжения для распределительных подстанций напряжением 110 и 220 кВ. Полученные результаты сопоставлены с нормируемыми значениями напряжения помех. Разработанный метод расчета импульсного магнитного влияния первичных цепей на вторичные цепи подстанций при распространении по высоковольтным шинам грозового импульса напряжения для случая несрабатывания нелинейных ограничителей перенапряжений и разрядников на стадии проектирования и эксплуатации подстанций может использоваться как тестовый для оценки электрической стойкости устройств релейной защиты и автоматики от грозовых и коммутационных перенапряжений.

1. Костенко, М. В. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения / М. В. Костенко, Л. С. Перельман, Ю. П. Шкарин. М.: Энергия, 1973. 272 с.

2. Глушко, В. И. К решению классической задачи магнитного влияния воздушных линий электропередачи на протяженные проводящие коммуникации / В. И. Глушко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2013. № 2. С. 5–10.

3. Градштейн, И. С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / И. С. Градштейн, И. М. Рыжик. М.: Наука, 1971. 1108 с.

4. Перенапряжения и защита от них в воздушных и кабельных линиях электропередачи высокого напряжения / М. В. Костенко и [и др.]. Л.: Наука, 1988. 302 с.

5. Глушко, В. И. Расчет импульсных помех во вторичных цепях подстанций высокого напряжения / В. И. Глушко // Электричество. 1989. № 4. С. 23–32.

6. Справочник по специальным функциям / под ред. А. Абрамовица [и др.]. М.: Наука, 1979. 832 с.

7. Герасимович, Д. А. Математическое моделирование импульсных характеристик вертикальных стержневых заземлителей / Д. А. Герасимович, Е. А. Дерюгина // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2012. № 1. С. 9–16.

8. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники: в 2 т. / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоиздат, 1981. Т. 2. 416 с.

9. Круг, К. А. Основы электротехники / К. А. Круг. М.-Л.: Госуд. энергет. изд-во, 1932. Т. 2. 949 с.

10. Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций напряжением 35–750 кВт от электромагнитных влияний и грозовых воздействий: СТП 09110.47.104–08. Введ. 17.09.2010. Минск: ГПО «Белэнерго», 2010. 64 с.