Труды Кольского научного ценра РАН. № 5, вып.18. 2019 г.

Обеспечение надежности и безопасности энергоснабжения непосредственно зависит от условий эксплуатации электрооборудования, его защищенности от опасных электромагнитных воздействий. Это определяет актуальность прогнозирования перенапряжений, в том числе возникающих в результате развития нарушений в электрической сети. При этом развитие нештатной ситуации в любом месте системы электроснабжения может вызывать большое разнообразие комбинаций последовательности событий. Это приводит к неоднозначности характеристик комбинированных перенапряжений, которые в большинстве случаев могут не приводить непосредственно к аварии, но периодически воздействуют на изоляцию линейного и подстанционного оборудования. Особую актуальность исследования комбинированных внутренних перенапряжений, которые возникают в результате развития нарушений и отказов в распределительных электрических сетях, приобретают в структуре сетей, характерных для удаленных потребителей северных энергосистем. Эти системы электроснабжения чаще всего включают участки из нескольких последовательно включенных протяженных линий электропередачи с промежуточными подстанциями и односторонним питанием. Такие сети используются, например, для электроснабжения удаленных потребителей, для разработки и эксплуатации удаленных месторождений и т. д. Кроме того, именно на протяженных линиях электропередачи в ненаселенных районах повышена вероятность обрыва проводов вследствие сложности обслуживания этих линий. Наиболее проблемными являются схемы электроснабжения удалённых потребителей без резервирования высоковольтной сети. Один из таких участков электроснабжения, находящийся на Кольском полуострове, рассматривается в данной статье. Вследствие повышенной гололёдной нагрузки или налипания снега с ветровой нагрузкой в сети на воздушной линии (BJI) электропередачи происходят обрыв фазного провода, обрыв с последующим падением на провода других BJI и т. д. Кроме климатических условий эксплуатацией отмечены случаи вандализма с отстрелом изоляторов и проводов. Указанные нарушения относятся к нарушениям продольной несимметрии. Другой тип несимметрии — поперечная несимметрия. В большинстве случаев это различные виды замыканий: однофазное на землю, двухфазное на землю или замыкание между двумя фазами. Возможно также возникновение замыкания двух фаз через землю в случаях, когда замыкания фаз на землю происходят на разных и удаленных элементах сети. Исследования влияния комбинированных нарушений в схеме электроснабжения с последовательным включением электропередач и односторонним питанием выполнено на примере одного из участков сети 110 кВ Кольской энергосистемы, схема которого в обобщенном виде приведена на рис. 1. Главные особенности рассматриваемого участка заключаются в следующем: 1) на данном участке сети при параллельной работе BJI-1 и BJI-4 нет возможности обеспечить автоматическое отключение систем шин подстанции (ПС-1), в связи с этим подстанция ПС-1 работает в раздельном режиме; 2) воздушные линии BJI-1, BJI-2 и BJI-3 включены последовательно, и при нарушениях предусмотрена возможность автоматического отключения 48