Исследование влияния импульсной короны на проводах ВЛ 110 кВ, грозозащитном тросе на энергетические характеристики линейных ОПН во время грозовых перенапряжений
А.М. Гулов, А.В. Колычев
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 1, сс. 60—65
Скачать PDF
Состояние вопроса. Импульсная корона имеет существенное влияние на расчеты молниезащиты воздушной линии. Эффектом импульсной короны при расчете переходного процесса во время удара молнии в ВЛ часто пренебрегают из-за сложности ее моделирования. Вопрос влияния импульсной короны на работу нелинейных ограничителей перенапряжения, устанавливаемых на ВЛ, недостаточно изучен. Целью исследования является оценка энергетических характеристик линейных ограничителей перенапряжения с учетом в расчетах импульсной короны на ВЛ.
Материалы и методы. Моделирование переходного процесса на ВЛ при ударе молнии в фазный провод (трос) проводится в программном комплексе EMTP-ATP. Среди базовых моделей в EMTP-ATP отсутствует модель импульсной короны, в связи с этим разрабатывается модель импульсной короны на проводах ВЛ при помощи динамических емкостей.
Результаты. Получена модель импульсной короны на проводах ВЛ, реализованная с помощью динамических емкостей. Произведены расчеты энергетических характеристик линейных ограничителей перенапряжения на модели ВЛ с учетом импульсной короны и без учета импульсной короны. Проведено сравнение полученных энергетических характеристик.
Выводы. Импульсная корона имеет существенное влияние на выделяемую в ограничителях перенапряжения энергию при ударах молнии в трос, если длина фронта импульса тока молнии имеет величину около 1 мкс. При прорыве молнии на фазный провод энергия, выделяемая в ограничителях перенапряжения, столь велика, что влияние импульсной короны незначительно. Применяемая в расчетах модель импульсной короны в EMTP-ATP имеет ряд ограничений, поэтому в перспективе дальнейших исследований целесообразно улучшить модель и упростить ее применение в расчетах молниезащиты ВЛ.
1. Ефимов Б.В., Гумерова Н.И. Моделирование деформации грозовых волн в воздушных линиях с учетом совместного влияния конструкции опор, короны на проводах и потерь в земле // Труды КНЦ РАН. Энергетика. – 2013. – № 7(17). – С. 13–32.
2. Stracqualursi E., Araneo R., Celozzi S. The Corona Phenomenon in Overhead Lines : Critical Overview of Most Common and Reliable Available Models // Energies. – 2021. – Vol. 14. – P. 1–33.
3. Шишигин С.Л., Шишигин Д.С., Смирнов И.Н. Расчет грозовых перенапряжений воздушных линий с импульсной короной в цепных схемах // Известия Российской Академии Наук. Энергетика. – 2022. – № 1. – С. 47–56.
4. Peek F.W. The law of corona and the dielectric strength of air // Proc. Am. Inst. Electr. Eng. The American Institute of Electrical Engineers. – 1911. – Vol. 30, № 7. – P. 1485–1561.
5. Waters R.T., Stark W.B. Characteristics of the stabilized glow discharge in air // J. Phys. D. Appl. Phys. –1975. – Vol. 8, № 4. – P. 416–426.
6. Astinfeshan S., Gholami A., Mohajeri M. Analysis of Corona Effect on Lightning Performance of HV Overhead Transmission Line Using ATP / EMTP // 11th International Conference on Environment and Electrical Engineering. – Tehran, Iran, 2012. – P. 485–488.
7. Mohammadi B., Vahidi B. Model of Corona for Transient Study // TENCON 2005 – 2005 IEEE Region 10 Conference. – 2005. – No. 4. – P. 13–16.
8. Geri A., Lauria S., Maccioni M. Effect of Corona and Non-Linear Tower Grounding System Modelling on Backflashover Simulation // International Conference on Lightning Protection (ICLP). – Shanghai, 2014. – P. 220–225.
9. Umoto J., Hara T. Numerical analysis of surge propagation on single-conductor systems considering corona losses // Electr. Eng. Japan. – 1969. – Vol. 89.
10. Lee K.C. Nonlinear Corona Models in an Electromagnetic Transients Program (EMTP) // IEEE Power Eng. Rev. – 1983. – No. 9. – P. 2936–2942.
11. Wagner C.F., Gross I.W., Lloyd B.L. High-Voltage Impulse Tests on Transmission Lines // Power Appar. Syst. Part III. Trans. Am. Inst. Electr. Eng. – 1954. – Vol. 73 – P. 196–210.