Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ

Моделирование воздействия геоиндуцированных токов на изолированную энергосистему

В. В. Вахнина, А. А. Кувшинов, Д. А. Кретов, А. Н. Черненко, Р. Н. Пудовинников

Аннотация


Исследованы особенности режима функционирования синхронного генератора, обеспечивающего электроснабжение потребителей изолированной энергосистемы, в условиях геомагнитных вомущений, воздействие которых учитывается введением в MATLAB-модель источника геоэлектрического поля, действующего между заземляющими устройствами силовых трансформаторов. Обоснован выбор тестового воздействия геоэлектрического поля, при котором амплитуда однополупериодного выброса геоиндуцированного тока (ГИТ) в каждой фазной обмотке высокого напряжения силовых трансформаторов достигала 100 А с частотой изменения 0,05 Гц. Показано, что влияние тестового воздействия ГИТ на режим функционирования синхронного генератора начинается с момента насыщения магнитных систем и многократного увеличения тока и мощности намагничивания силовых трансформаторов и проявляется в существенном искажении синусоидальности статорного тока, которая количественно характеризуется увеличением коэффициента искажения до опасного уровня 21,03 %. Показано, что при отсутствии автоматического регулирования возбуждения происходит заметное уменьшение активной мощности синхронного генератора почти на 10 % при одновременном увеличении реактивной мощности с первоначального уровня 5,2 Мвар до максимально значения около 37,2 Мвар (в 7,15 раз), которая компенсирует увеличение мощности намагничивания силовых трансформаторов. В случае действия автоматического регулятора возбуждения происходит менее глубокое снижение активной мощности генератора (приблизительно на 7,5 %), но реактивная мощность увеличивается почти в 2 раза (до " 71,6 Мвар). Отмечено появление третьей гармоники в составе напряжения возбуждения, которая может служить индикатором насыщения магнитной системы силового трансформатора.

Ключевые слова


изолированная энергосистема; синхронный генератор; силовой трансформатор; геоиндуцированный ток; ГИТ; гармоники тока намагничивания; статорного тока; напряжения возбуждения

Полный текст:

PDF

Литература


Messerotti, M. The NOAA Space Weather Scale tables / M. Messerotti. - COST Action 724, Athens, 11 October, 2005. - Pp. 1 - 4.

Boteller, D. H. Effects of geomagnetically induced current in B. C. Hydro 500 kV - System / D. H. Boteller // IEEE Trans. On Power Delivery. - 1989. - Vol. 4, № 1. - Pp. 818 - 823.

Kappenman, J. G. Bracing for the Geomagnetic Storm /j. G. Kappenman, V. D. Albertson // IEEE Spectrum. - 1990. - Vol. 28, № 3. - Pp. 27 - 33.

Pirjola, R. Power and pipelines (ground systems) / R. Pirjola, A. Viljanen, O. Amm, A. Pulkkinen. - Finnish Meteorological Institute, Geophysical Research Division P. O. Box 503, FIN-00101 Helsinki, Finland.

Makinen, T. Geomagnetically induced currents in the Finnish power transmission system / T. Makinen // Geophysical Publications 32, Finnish Meteorological Institute, Helsinki, 1993. - 101 p.

Albertson, V. D. Measurement and instrumentation for disturbance monitoring of geomagnetic storm effects / V. D. Albertson / Effects of solar-geomagnetic disturbances on power systems, IEEE Publication 90TH0291-5 PWR, Special Panel Session REPORT, IEEE PES Summer Meeting, 1989.

Селиванов, В. Н. Результаты длительных регистраций токов нейтралях силовых трансформаторов / В. Н. Селиванов, А. Н. Данилин, В. В. Колобов, Я. А. Сахаров, М. Б. Баранник // Труды Кольского научного центра РАН. - 2010(1). - № 1, Вып. 1. - Энергетика. - С. 84 - 90.

Сивоконь, В. П. Высшие гармоники как индикатор геомагнитно-индуцированных токов / В. П. Сивоконь, А. С. Сероветников, А. В. Писарев // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2011. - № 3. - С. 30 - 34.

Попель, О. С. Использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей в Арктической зоне Российской Федерации / О. С. Попель, С. В. Киселева, М. О. Моргунова и др. // Арктика: экология и экономика. - 2015. - № 1(17). - С. 64 - 69.

Черных, И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB. SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 288 с.

ГОСТ 533-2000 (МЭК 34-3-88). Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия.

ГОСТ 5616-89. Генераторы и генераторы-двигатели электрические гидротурбинные. Общие технические условия.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.10.38.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


                                                  

© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"


Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции   234-7449.

E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru