РОЗПОДІЛЕННЯ ВИСОКОГО ПОТЕНЦІАЛУ В СИСТЕМІ СЕС-ПІДСТАНЦІЯ ПРИ АВАРІЙНОМУ РЕЖИМІ

Анотація

Досліджено особливості виникнення та перенесення електричних потенціалів у системі територіально зближених електроустановок, гальванічно пов’язаних між собою силовими кабельними лініями, на прикладі підстанції класом напруги 150/10 кВ та сонячної електростанції. Актуальність роботи зумовлена широким впровадженням концепції Smart Grid та переходом України до гібридного типу енергосистеми, що поєднує в собі об’єднану енергетичну систему та розподілену генерацію з інтеграцією відновлюваних джерел енергією. Це в свою чергу призводить до утворення складних нееквіпотенційних систем заземлення з можливим впливом аваріних електромагнітнихзавад на роботу чутливого мікропроцесорного обладнання та безпеку персоналу. В роботі виконано аналіз розподілу напруги дотику та потенціалу заземлювального пристрою при однофазному замиканні на землю та прямому ударі блискавки в умовах різної геоелектричної структури ґрунту. Розроблено симуляційну модель реального заземлювального пристрою підстанції з урахуванням його топології, параметрів тришарового ґрунту та гальванічних зв’язків із заземленням сонячної електростанції. Адекватність моделі підтверджено порівнянням результатів чисельного моделювання з експериментальними вимірюваннями. В процесі дослідження проаналізовано чотири типи тришарового ґрунту, що відрізняються співвідношенням питомих опорів шарів, та встановлено кореляцію між геоелектричною структурою ґрунту і рівнями небезпечних потенціалів. Показано, що при однофазному короткому замиканні перевищення допустимих значень напруги дотику на території підстанції можливе для ґрунтів типу H та Q, тоді як на стороні сонячної електростанції ці значення залишаються безпечними. При прямому ударі блискавки встановлено різку локалізацію екстремальних потенціалів у зоні безпосереднього протікання імпульсного струму та істотне зменшення їх рівнів на віддаленому об’єкті. Отримані результати мають практичне значення для оцінювання електромагнітної стійкості сучасних енергооб’єктів, вибору технічних рішень із заземлення та блискавкозахисту, а також для підвищення надійності вторинних і вимірювальних кіл у складних системах електропостачання.