Статья опубликована в рамках: CXXXI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 ноября 2023 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:

Буканин Н.С. ИМПУЛЬСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. CXXXI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(129). URL: https://sibac.info/archive/technic/11(129).pdf (дата обращения: 25.11.2024)

Проголосовать за статью

Конференция завершена

Эта статья набрала 0 голосов

Дипломы участников

У данной статьи нет
дипломов

ИМПУЛЬСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

Буканин Никита Сергеевич

студент, институт автоматики и электронного приборостроения, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева,

РФ, г. Казань

PULSE OVERVOLTAGES IN POWER SYSTEMS

Nikita Bukanin

student, Institute of Automation and Electronic Instrumentation, Kazan National Research Technical University named after. A.N. Tupolev,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются виды импульсных перенапряжений и причины их возникновения импульсных перенапряжений в энергосистемах, а также способы их устранения.

ABSTRACT

This article discusses the types of pulse overvoltages and the causes of their occurrence of pulse overvoltages in power systems, as well as ways to eliminate them.

Ключевые слова: энергосистемы; удары молнии; импульсные перенапряжения; переходные перенапряжения; временные и постоянные перенапряжения.

Keywords: power systems; lightning strikes; pulse overvoltages; transient overvoltages; temporary and permanent overvoltages.

Очень большие нагрузки возникают главным образом из-за непосредственных ударов молнии или ударов молнии рядом с энергосистемами. Кроме того, токи молнии создают запрещенные импульсные перенапряжения на расстоянии нескольких сот метров, проникая в петли проводов посредством емкостных, индуктивных и гальванических путей. В радиусе до 2 км наблюдается скопление высоких напряжений.

Согласно международному стандарту ГОСТ Р МЭК 62305, для надежного отведения прямых ударов молнии до 200 кА необходимо использовать систему заземления [2]. Однако из-за падения напряжения на сопротивлении заземления, часть тока молнии проникает во внутреннюю проводку. При этом примерно 5% тока молнии распределяется по имеющимся линиям передачи данных.

Рисунок 1. Характерное распределение тока молнии [1]

Таблица 1.

Распределение тока молнии

1	Удар	100 %
2	Система заземления	-50 %	I = 100 кА (50 %)
3	Электропроводка	-50 %	I = 100 кА (50%)
4	Линии передачи данных	-5 %	I = 5 кА (5%)

Импульсные воздействия, вызванные переключениями в системе

Причиной импульсных воздействий в системе являются переключения, которые порождаются при включении больших нагрузок, таких как индуктивные и емкостные элементы, а также при коротких замыканиях и перебоях в энергосистеме. Именно эти воздействия являются наиболее распространенным источником импульсных перенапряжений. В результате таких перенапряжений могут возникать импульсные токи силой до 40 кА (8/20 мкс). Электродвигатели, стартеры и другие промышленные нагрузки являются примерами источников таких импульсных воздействий.

Статические разряды

Статические разряды возникают в результате трения и могут привести к разделению зарядов. При хождении по ковровому полу возникает разделение зарядов, что безопасно для людей, но может вызвать неисправности и разрушения в электронных компонентах. Для предотвращения разделения заряда необходимо уравнивание потенциалов.

Переходные перенапряжения

Кратковременные переходные перенапряжения, такие как молнии и коммутационные операции, вызывают высокие переходные перенапряжения, от которых УЗИП защищают устройства.

Временные и постоянные перенапряжения

Временные перенапряжения возникают вследствие ошибок в сети, например, обрыва нейтрального проводника. Такие перенапряжения могут превышать максимально допустимое напряжение в сети и приводить к повреждению и разрушению электронных приборов. Установленные УЗИП не могут эффективно защитить от этих длительных нарушений в сети, которые могут продолжаться от нескольких секунд до нескольких часов.

Рисунок 2. Последствия обрыва нейтрального проводника: смещение нейтральной точки при асимметрии [1]

Таблица 2.

Пояснение к рисунку 2

U1	Фазное напряжение L1 проводника (N)
U2	Фазное напряжение L2 проводника (N)
U3	Фазное напряжение L3 проводника (N)
U12	Линейное напряжение L1-L2
U23	Линейное напряжение L2-L3
U31	Линейное напряжение L3-L1

Таким образом, можно сделать вывод, что импульсные перенапряжения в энергосистемах могут возникать не только вследствие непосредственного удара молнии или удара молнии рядом с энергосистемами, но и вследствие коммутационных процессов, таких как включение больших нагрузок, при коротких замыканиях, а также при различных ошибках в сети. Все эти явления оказывают негативные воздействия на энергосистему, для предотвращения последствий которых используются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Список литературы:

ОБО-Беттерманн. Энциклопедия молниезащиты [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kz.obo-bettermann.com/fileadmin/DMS/Broschueren/02_TBS/EHnciklopedija_molniezashchity.pdf (дата обращения: 22.10.2023)
ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы. – Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/50949/ (дата обращения: 22.10.2023)

Удалить статью(вывести сообщение вместо статьи):