По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311

Учет различия электрических параметров грунтов при определении взаимных электромагнитных влияний смежных линий электропередачи

Буякова Н. В. канд. техн. наук, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Ангарский государственный технический университет, г. Ангарск
Крюков А.В. д-р техн. наук, профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск
Нгуен Ты аспирант, магистр техники и технологии, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск

На отдельных участках трасс высоковольтных линий электропередачи происходит сближение ЛЭП различного класса напряжений. При выводе в ремонт одной из смежных линий на ее проводах могут возникать опасные для персонала напряжения за счет электромагнитных влияний соседних ЛЭП. С целью обеспечения безопасной работы в таких ситуациях применяют специальные мероприятия, выбор которых в условиях цифровизации электроэнергетики должен проводиться на основе адекватного компьютерного моделирования. Значительные наведенные напряжения наблюдаются в несимметричных режимах влияющей ЛЭП, для которых характерно протекание токов в земле, при этом уровни этих напряжений зависят от электрических параметров грунтов. Однако количественная оценка этого влияния изучена недостаточно. Представленная в статье методика позволяет учитывать различие электрических параметров грунтов и может использоваться на практике при планировании мероприятий по обеспечению электробезопасности.

Литература:

1. Вантеев А.И. И снова о наведенных напряжениях // Энергетик. – 2017. – № 8. – С. 22–26.

2. Висящев А.Н., Клепиков С.А., Щербаков А.В. и др. О безопасности производства работ на ВЛ, находящихся под наведенным напряжением // Энергетик. – 2010. – № 2. – С. 18–22.

3. Шуманская Е.В., Голдобин Д.А. Расчет наведенных напряжений на отключенных фазах и параллельных ВЛ с помощью метода модальных волновых каналов // Энергетик. – 2018. – № 3. – С. 35–38.

4. Монахов А.Ф., Дегтяренко Е.А., Данилов Д.Б. О возможности снижения наведенного напряжения на месте проведения ремонтных работ // Электрические станции. – 2016. – № 3 (1016). – С. 44–46.

5. Куликов А.Л., Мирзаабдуллаев А.О. Об оценке наведенного напряжения на воздушных линиях электропередачи // Энергетик. – 2013. – № 8. – С. 12–15.

6. Мисриханов М.Ш., Мирзаабдулаев А.О. Анализ причин несчастных случаев и мер защиты от наведенного напряжения на воздушных линиях электропередачи // Электрические станции. – 2008. – № 11. – С. 44–49.

7. Flavius Dan Surianu. Determination of the Induced Voltages by 220 kV Electric Overhead Power Lines Working in Parallel and Narrow Routes. Measurements on the Ground and Mathematical Model. Wseas transactions on power systems. – 2009. – Issue 8. – Vol. 4. – Рр. 264–274.2.

8. Induced voltages on overhead line by return strokes to grounded wind tower considering horizontally stratified ground / M.E.M. Rizk, E.A. Badran, M.H. Abdel-Rahman, M. Lehtonen, F. Mahmood // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2016. – Vol. 58. – N 6. – Pр. 1728–1738.

9. Analysis of Induced Voltage of Parallel UHV Double-circuit AC Transmission Lines / Yihua Luo, Hongxin Ren, Qingjiang Han, Huiqi Li, Hongchun Wang, xin Guo, Quan Zhou // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 452 (2018) 032084.

10. Budnik K., Machczyński W., Szymenderski J. Voltage induced by currents in powerline sagged conductors in nearby circuits of arbitrary configuration Archives of electrical engineering. – 2015. – Vol. 64(2). – Рp. 227–236.

11. Al-Badi A.H., Metwally I.A. Induced Voltages on Pipelines Installed in Corridors of AC Power Lines. – Electric Power Components and Systems. – 2006. – Vol. 34. – Issue 6. – Рp. 671–679.

12. Василенко Я.В. Цифровизация российской электроэнергетики: современное состояние и перспективы развития. Проблемы российской экономики на современном этапе. – М., 2020. – С. 105–111.

13. Воротницкий В.Э. Цифровизация в экономике и электроэнергетике // Энергетик. – 2019. – № 12. – С. 6–14.

14. Делиева А.П. Цифровизация электроэнергетики России // Инженерная экономика и управление в современных условиях. – Донецк, 2019. – С. 438–443.

15. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Determination of the induced voltages when nonparallel power transmission lines are adjacent to one another // Power Technology and Engineering. – 2015. – V. 49. – N 4. – С. 304–309.

16. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2005. – 273 с.

17. Закарюкин В.П., Крюков А.В., Нгуен Ты. Определение наведенных напряжений при сложных траекториях сближения тяговой сети переменного тока и смежной линии // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2016. – № 2 (62). – С. 115–123.

18. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Уточненная методика определения взаимных электромагнитных влияний смежных линий электропередачи // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2015. – № 3-4. – С. 29–35.

19. Carson I.R. Wave propagation in overhead wires with ground return // Bell System Techn. J. – 1926. – Vol. 5. – P. 539–554.

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

21. Перенапряжения и защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения / М.В. Костенко, К.П. Кадомская, М.Л. Левинштейн, И.А. Ефремов. – Л.: Наука, 1988. – 302 с.

22. Мисриханов М.Ш., Токарский А.Ю. Учет проводимости земли при определении ЭДС, наведенных в параллельных воздушных линиях электропередачи // Электро. – 2010. – № 3. – С. 13–18.

23. Наведенные продольные напряжения в параллельных воздушных линиях электропередачи / М.Ш. Мисриханов, С.Г. Мурзин, В.Н. Седунов [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. – 2012. – Т. 14. – № 5(3). – С. 808–814.

На участках сближения линий электропередачи возникает проблема защиты персонала от воздействия наведенных напряжений. Это связано с тем, что электромагнитные влияния работающей ЛЭП может приводить к возникновению опасных напряжений на отключенной смежной линии, на которой проводятся ремонтные работы [1–5]. Для обеспечения электробезопасности персонала в зонах воздействия наведенных напряжений применяются специальные мероприятия [6–11], выбор которых в условиях цифровизации электроэнергетики [12–14] должен осуществляться на основе применения компьютерных технологий. Такие технологии можно реализовать на базе методов и средств моделирования электроэнергетических (ЭЭС), разработанных в ИрГУПСе [15–18].

При ремонтных работах на отключенных ЛЭП, находящихся в зонах электромагнитных влияний работающих линий, используются стационарные и переносные заземлители. При наличии заземлений наведенные напряжения определяются, в основном, механизмом магнитного влияния и зависят от токов, которые протекают по проводам работающих ЛЭП. Значительные по величине токи протекают по проводам влияющей ЛЭП при неполнофазных режимах и коротких замыканиях (КЗ). Негативное воздействие наведенных напряжений в режимах КЗ ограничивается быстрым отключением поврежденных участков. При отключении отдельных фазных проводов влияющей ЛЭП вероятность получения персоналом электротравм увеличивается, т. к. неполнофазные режимы могут наблюдаться продолжительное время.

Ниже представлены результаты исследований, направленных на изучение влияния проводимости земли на уровни наведенных напряжений на отключенных ЛЭП в неполнофазных режимах влияющей линии.

Определение наведенных напряжений осуществлялось на основе методов моделирования электроэнергетических систем в фазных координатах, разработанных в ИрГУПСе [16, 18]. При наличии заземлений наведенные напряжения рассчитываются на основе понятия взаимной индуктивности, при определении которой рассматриваются контуры провод-земля; при этом можно использовать формулы Карсона [19], которые базируются на корректном определении взаимных индуктивностей с учетом возврата токов через землю без применения цепной постановки задачи. В работах [19–21] представлены аппроксимирующие формулы для ближней и дальней зон, определяемых параметром r; который зависит от расстояния между проводами, сопротивления земли и частоты. Для ближней зоны выполняется условие r ≤ 0,25, а для дальней – r ≥ 5.

Для Цитирования:
Буякова Н. В., Крюков А.В., Нгуен Ты, Учет различия электрических параметров грунтов при определении взаимных электромагнитных влияний смежных линий электропередачи. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2021;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: