8.3 Расчет геоэлектрических полей в высоковольтной сети
Во время события ЭМВ напряжения, индуцированные в передающих цепях в любой момент времени, зависят от ряда сложных факторов, которые зависят от взаимодействия между солнечным ветром, электродвигателями и магнитным полем Земли. Геология района и географическое расположение цепей передачи также оказывают сильное влияние на потенциалы наведенной земли. Если целью исследования является расчет потоков ГИТ на каждой ветви системы в режиме реального времени, то изменения магнитного поля в исследуемой области должны быть известны, и индуцированный потенциал может быть рассчитан с помощью ряда хорошо известных методов. Если временной ряд магнитного поля известен или измерен, можно рассчитать временной ряд индуцированных потенциалов. Этот расчет также может быть использован при моделировании в реальном времени для ситуационной осведомленности или для изучения зависящих от времени явлений, таких как точечный нагрев трансформатора во время события ЭМВ.
Если целью исследования является определение преобладающих потоков ГИТ в линиях и трансформаторах для целей планирования, расчет напряжений индуцированных в цепях передачи может осуществляться по другому подходу:
Предположим, что средний геоэлектрический потенциал составляет, скажем, 2, 4, 10 и т. Д. В / км. Наибольшие пиковые геоэлектрические потенциалы в системе Гидро-Квебек во время ГМД в марте 1989 года составили 1,7 В / км.106
Рассчитать поток GIC X, предполагая, что направление электрического поля - восток-запад
Повторите расчет, предполагая, что направление электрического поля направлено с севера на юг, и получите значение GICY.
Если электрическое поле можно считать однородным, то поток GIC в любой линии и трансформаторе в системе будет линейной комбинацией GIC X и GIC Y, а максимальный поток GIC показан в Уравнении 1:
Уравнение 1: Максимальный поток ГИТ в любой линии
Максимальный ГИТ в данной линии или трансформаторе будет иметь место, когда направление электрического поля (при условии, что угол эталонного поля E-W равен нулю) показано в Уравнении 2:
Уравнение 2: Максимальный поток ГИТ в отдельной линии
Обратите внимание, что максимальное значение ГИТ - GICmax, полученное таким образом, отражает максимальные токи, которые могут протекать для данного допущения электрического поля. Этот максимальный ток не течет в каждой части сети в любой данный момент времени, потому что направление геоэлектрического поля изменяется со временем. Для оценки производительности электрической сети сначала необходимо сделать предположение о среднем геоэлектрическом поле.
8.4 Расчет потерь реактивной мощности после воздействий гит
Когда трансформатор входит в полупериодное насыщение, эффективное реактивное сопротивление намагничивания трансформатора становится небольшим, и с точки зрения потоков активной и реактивной мощности трансформатор эффективно поглощает больше реактивной мощности, чем когда он не насыщен. Количество реактивной мощности, поглощаемой трансформатором, прямо пропорционально связям магнитного потока, создаваемым ГИТ в обмотке, а также форме сердечника трансформатора (например, однофазный сердечник, трехсторонний, трехфазный и т. Д. .).
Ряд примерных взаимосвязей между ГИТ и потерями реактивной мощности можно найти в технической литературе. На рисунке 33 показан пример потери реактивной мощности для однофазного трансформатора 100-летнего эталонного шторма. Используя такие отношения и потоки ГИТ в трансформаторах, ожидаемые для данного сценария геоэлектрического поля, можно провести ряд важных оценок:
1. Моделирование в реальном времени потоков ГИТ в электрической сети для ситуационной осведомленности оператора системы.
2. Достоверные максимальные сценарии, такие как описанные в Главе 4.
3. Поддержка исследований потока нагрузки и оценки рабочих пределов, описанных в главе 9.
Рисунок 33: Пример потери реактивной мощности 1-фазной трансформаторной батареи 500/16,7кВ 100-летнего эталонного шторма:
(а) 5кВ с высокой проводимостью, и (б) 20В/км с низкой проводимостью