Оценка воздействия геоиндуцированных токов на пусковые режимы силовых трансформаторов

Юрий Павлович Гусев; Анна Лхамдондог; Юрий Викторович Монаков; Надежда Викторовна Ягова; Вячеслав Анатольевич Пилипенко

doi:10.34831/EP.2020.1063.2.008

Оценка воздействия геоиндуцированных токов на пусковые режимы силовых трансформаторов

Юрий Павлович Гусев, Анна Лхамдондог, Юрий Викторович Монаков, Надежда Викторовна Ягова, Вячеслав Анатольевич Пилипенко

Аннотация

Представлены результаты исследования влияния на пусковые режимы трансформаторов знакопостоянных токов в обмотках силовых трансформаторов, происхождение которых может быть связано с геомагнитными возмущениями в магнитосфере и ионосфере Земли и с электромагнитными процессами в электроэнергетических системах. Проанализированы процессы намагничивания силовых трансформаторов, вызываемые геоиндуцированными токами (ГИТ), с учётом явления гистерезиса. Расчётное исследование проведено на модели участка сети 500_кВ с помощью программного обеспечения EMTP-RV (PowerSys, Франция), позволяющего проводить расчёты переходных процессов в нелинейных электрических цепях с учётом явления гистерезиса. Обоснована необходимость учёта ГИТ при расчётах термической и электродинамической стойкости трансформаторов, при выборе уставок релейных защит.

Ключевые слова

силовые трансформаторы, знакопостоянный ток, геоиндуцированный ток, насыщение магнитопровода, гистерезис

Полный текст:

PDF

Литература

Boteler, D. Methodology for simulation of geomagnetically induced currents in power systems [Text] / D. Boteler // J. Space Weather Space Climate. -- 2014. -- Vol. 4. -- Art. A21. – (DOI:10.1051/swsc/2014018).

Вахнина, В.В. Снижение рисков развития аварий в системах электроснабжения при геомагнитных бурях [Текст] / В.В. Вахнина, А.А. Кувшинов, В.А. Кузнецов // Гелиогеофические исследования. -- 2013. – Вып. 5. – С. 115 – 123.

Селиванов, В.Н. Исследование влияния геомагнитных возмущений на гармонический состав токов в нейтралях автотрансформаторов [Текст] / В.Н. Селиванов, М.Б. Баранник, А.Н. Данилин, В.В. Колобов, Я.А. Сахаров // Труды КНЦ РАН. Энергетика. -- 2012. – Вып. 1(8). -- С. 60 – 68.

Pulkkinen, A. April 2000 geomagnetic storm: ionospheric drivers of large geomagnetically induced currents [Electronic resource] / A. Pulkkinen, A. Thomson, E. Clarke, A. McKay // Annales Geophysicae. – 2003. – Vol. 21. – Is. 3. – P. 709 – 717. – (DOI: 10.5194/angeo-21-709-2003).

Wik, M. Calculation of geomagnetically induced currents in the 400 kV power grid in southern Sweden [Electronic resource] / M. Wik, A. Viljanen, R. Pirjola, A. Pulkkinen, P. Wintoft, H. Lundstedt // Space Weather. – 2008. – 31 July. – (DOI: 10.1029/2007SW000343).

Бердичевский, М.Н. Модели и методы магнитотеллурики [Текст] / М.Н. Бердичевский, В.И. Дмитриев. – М.: Научный мир, 2009. -- 680 с.

Ягова, Н.В. Геоиндуцированные токи и космическая погода: параметры Pi3 пульсаций и вероятности появления надпороговых значений производных по времени горизонтальных компонент геомагнитного поля [Текст] / Н.В. Ягова, В.А. Пилипенко, Е.Н. Федоров, А.Д. Лхамдондог, Ю.П. Гусев // Физика Земли. -- 2018. -- № 5. -- С. 89 -- 103.

Ягова, Н.В. Частоты появления экстремальных значений производных по времени геомагнитного поля, потенциально опасных для промышленных электрических сетей, по данным многолетних наблюдений на сети IMAGE [Текст]: сб. трудов конференции «Гелиогеофизические исследования в Арктике» / Н.В. Ягова, А.Д. Лхамдондог, Ю.П. Гусев, В.А. Пилипенко, Е.Н. Федоров. – Мурманск: Полярный геофизический институт, 2016. -- С. 84 -- 86.

Kappenman, J.G. An overview of the impulsive geomagnetic field disturbances and power grid impacts associated with the violent Sun-Earth connection events of 29 -- 31 October 2003 and a comparative evaluation with other contemporary storms [Electronic resource] / J.G. Kappenman // Space Weather. – 2005. -- Vol. 3. -- S08C01.

Document C-15. Procedures for solar magnetic disturbances, which affect electric power systems [Electronic resource] // NPCC Inc., 2007. -- January 11. -- (https://www.nerc.com/pa/Stand/Geomagnetic%20Disturbance%20Resources%20DL/NPCC_Procedures_for_GMD_112012.pdf)

Трансформаторы силовые. Термины и определения [Текст]: ГОСТ 16110-82.

Материалы магнитные. Термины и определения [Текст]: ГОСТ 19693-74.

Дружинин, В.В. Магнитные свойства электротехнической стали [Текст] / В.В. Дружинин. -- 2-е изд. перераб. -- М.: Энергия, 1974. – 240 с.

Циглер, Г. Цифровые устройства дифференциальной защиты. Принципы и область применения [Текст] / Г. Циглер; под ред. А.Ф. Дьякова. – М.: Энергоиздат, 2005. – 273 с.

Raidson J. Alencar. A method to identify inrush currents in power transformers protection based on the differential current gradient [Text] / Raidson J. Alencar, Ubiratan H. Bezerra, Andre M. Ferreira // Electric power system research. – 2014. – No. 111. -- P. 78 – 84.

Jing, Na. Adaptive identification and control of uncertain systems with non-smooth dynamics [Text] / Jing Na, Qiang Chen and Xuemei Ren. -- Academic Press, 2018. -- P. 249 -- 256.

Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах [Текст]: учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов / С.А. Ульянов. -- 2-е изд., стереотип. – М.: ООО «ТИД «АРИС», 2010. – 520 с.

Крючков, И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные и методические материалы для выполнения квалификационных работ [Текст]: учебно-справочное пособие для вузов / И.П. Крючков, М.В. Пираторов, В.А. Старшинов; под ред. И.П. Крючкова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2015. – 138 c.

Методические указания по выбору параметров срабатывания устройств РЗА оборудования подстанций производства ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы» [Текст]: СТО 56947007-29.120.70.98-2011.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.1063.2.008