Часть 2. АТМОСФЕРНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Источником грозовых перенапряжений в электроэнергетических системах является разряд молнии между облаком и землёй. При непосредственном попадании молнии в объект говорят о перенапряжениях, обусловленных прямым ударом молнии. Если молния попала не непосредственно в объект, а вблизи него, то появившееся перенапряжение называют индуктированным. Наибольшие грозовые перенапряжения наблюдаются при прямых ударах молнии в линию или в открытое распределительное устройство (ОРУ). Переносимый молнией заряд может вызывать перенапряжения амплитудой свыше миллиона вольт и длительностью до 100 мкс, что является опасным для сетей практически любого номинального напряжения [3, 4, 6]. Поэтому необходимо ограничивать грозовые перенапряжения до допустимых значений. При этом перекрытие изоляции линии при ударах молнии в неё можно рассматривать как защиту оборудования ОРУ, на которое по проводам ЛЭП приходит уже срезанная, ослабленная волна перенапряжения.

Основным средством защиты от перенапряжений, вызванных прямыми ударами молнии, для воздушных линий являются хорошо заземлённые грозозащитные тросы, а для ОРУ – установленные на их территории молниеотводы.

Следует отметить, что в настоящее время наметилась тенденция повышения надёжности эксплуатации линейной изоляции при грозовых поражениях с помощью установки на опорах воздушных линий ОПН [5]. При этом для снижения требуемой энергоёмкости (а значит и массогабаритных показателей) ОПН, их предлагается отстраивать от воздействия коммутационных перенапряжений с помощью подключения к проводам через искровые промежутки. Сегодня наиболее экономически оправданным является установка ОПН на двухцепных ЛЭП, грозовые отключения которых приводят к большему ущербу.

Волны перенапряжения, образовавшиеся на линии либо вследствие прямого удара молнии, либо индуктированные на её проводах и не вызвавшие пробоя изоляции ЛЭП, перемещаются в направлении подстанций, где установлены трансформаторы, выключатели и другие аппараты, имеющие более слабую изоляцию. Поэтому набегающие на подстанцию волны перенапряжений могут представлять опасность для установленного на ней оборудования. При этом следует учитывать, что повреждение подстанционного оборудования является более серьёзной аварией, чем нарушение изоляции линии [2]. Средствами защиты подстанции от волн перенапряжений, набегающих с ЛЭП, являются усиленный защищённый подход к подстанции, обеспечивающий снижение амплитуды и сглаживание фронта набегающей волны, а также устанавливаемые на подстанциях ограничители перенапряжений нелинейные и вентильные разрядники.

С целью более глубокого понимания и изучения ряда процессов, вызванных атмосферными перенапряжениями, а именно, волновых процессов в линиях электропередач, грозозащиты подстанции от набегающих волн перенапряжения и исследования перенапряжений в обмотках трансформаторов при воздействии импульсных напряжений, а так же уяснения необходимости защиты от грозовых перенапряжений и предназначены представленные ниже работы.