Труды КНЦ вып.8 (ЭНЕРГЕТИКА вып.4 1/2012(8)

Для подстанции опасны грозовые волны, возникающие только в пределах подхода, благодаря естественным потерям при распространении волн вдоль проводов ВЛ: перекрытия линейной изоляции, стекания токов молнии в заземления опор, импульсной короны на проводах, потерь за счет конечного сопротивления земли и проводов с учетом скин-эффекта. Ориентировочно в ВЛ 110 кВ длиной 100 км при 100 гр.ч может произойти до 100 ударов молнии. Удары ориентированы в опоры и грозозащитные тросы с последующими обратными перекрытиями, или в фазные провода - прорывы мимо тросовой защиты. Благодаря перечисленным процессам только примерно сотая часть из этих ударов может быть опасна для высоковольтного оборудования ПС. Основное средство снижения или вообще устранения грозовых перенапряжений в схеме подстанции - соответствующая организация подхода ВЛ к подстанции, т.е. размещение грозозащитного троса, снижение сопротивлений заземления опор. Методика, по которой разработаны рекомендации ПУЭ (СЗО ЭСП, ЛПИ и пр.) предусматривала расчет перенапряжений при ударе молнии в первый линейный портал ПС и определение по приближенным формулам длины подхода (т.е. необходимой длины троса) и вероятности возникновения опасных перенапряжений (Анализатор грозозащиты ПС) с приближенным учетом затухания волн и действия заземлений опор: t • h , = кР ср П 0.5 + 8 ^ , где Иср - средняя высота провода ВЛ над землей; t кр и и кр - координаты точек пересечения КОВ, полученной при подаче воздействия на вход ПС и ВСХ, мкс и МВ. Приближенность методики компенсирована запасами в длинах подходов. Так, для 200 ПС 110 кВ Ленэнерго при двух приходящих ВЛ общая длина подходов будет составлять примерно 800 км. То есть на этой длине к линиям предъявляются дополнительные требования. Для корректного учета на подходах ВЛ различных физических процессов, которые существенно меняют распространяющиеся грозовые волны (а именно: деформации волн импульсной короны и потерь в земле и проводах с учетом скин-эффекта, моделирования опор, перекрытия линейной изоляции, учета расстояния места удара от подстанции, влияния соседних ВЛ, как экранирование, так и наоборот), необходимо выполнять расчеты системы «подход + схема ПС» (рис.5). В свою очередь процессы на ПС (отраженные волны) влияют на процессы на ВЛ, т.е. на возможность перекрытия или импульсную корону (рис.6). Импульсная корона является основным фактором, приводящим к рассеиванию энергии падающих волн на подстанцию, и она должна быть непременно учтена в расчетах развития грозовых перенапряжений. Однако в местностях с высоким удельным сопротивлением грунта влияние потерь в земле становится сравнимым с импульсной короной (рис.7) [7-9]. Влияние потерь в земле и импульсной короны на показатель надежности грозозащиты подстанции показано в табл.3. 14