автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.05, диссертация на тему:Взаимодействие внешнего электромагнитного поля с воздушными линиями электропередачи



L ^ НАЦ1ОНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УНРА1НИ

/

гнстепут ЕЛЕКТРОДИНАМШИ.

На правах рукопису

Онанко Анатол1й Федорович

ВЗЛ6М0Д1Я ЗОВН1ШНБОГО ЕЛЕКТРОМАГНГГНОГО ПОЛЯ 3 ПОВГГРЯНИМИ Л1Н1ЯМИ ЕЛЕКТРОПЕРШЧ1

Спец1альн1оть: 06.09.05 - Теоретична електротехн!ка

Автореферат дисертацП на здобуття наукового ступеня кандидата техн!чних наук

Ки1в - 1998

Дисертац1ею в рухопис.

Роботу виконено в Укра1нсък1й енергетичнЗЛ науково-промислов1й акц1онерн1Я компанП "ЕНПАС-ЕШШЮ", м.КиЬа.

Науковий кер1вник - доктор техн1чшх наук, професор

Смець Юр1й Петрович. .

0ф1ц1йн1 огоненти: члек-кореспондент HAH Укра1ни, , . доктор техн1чних наук

Резцов ВЬстор Федорович; доктор техн1чних наук, Романович Стан1слав Семенович.

Пров1дна установа - Нац1ональний дисштчерсышй центр

електроенергетики У1фа1ни М1н1стерства енёргетики та елекгрифйсацП. м. Ки1в.

Захист в1дбудвться -¿fr червнл 1996 р. 0 /4 год. На

зас!данн1 cneuiaAl30BPH0l вчено! ради Д 01.98.Р2 в 1нститут1

електродинам1ки HAH УкраЕни за адресов: 252680, Ки1в-57, проспект Перемоги, 56. Тел. 448-91-15.

3 дисертац1ею можна ознайомитсь в б1йл1отец1 1нституту електрода-нам1ки HAH 'УкраЗЕни.

Автореферат роз!слано " /S" траЬнл ' .1аав р.

Вчений секретар спец1ал1зрвано1 вчено! ради

Фед1й B.C.

- з -

ЗАГАЛЬНЛ ХАРА1СТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн!сть проблеми та ступ!нь досл!д;кення тематики дксер-тацИ. Задач! про розповсюдаення електромагн 1тних хвиль вздовж ло-в1тржих л1н1й - електропередач 1 являютъ теоретичный 1нтерес та ма-ють практичне значения в енергетиц1 для орган1зацII канал1в эв'яз-ку, релейного захисгу та протиавар1Яно! автоматики. Аналог 1чн1 задач! розв'яэуються при досл!даенн! грозових та комутац1йних пере-напруг на л!н!ях електропередач!. а також у розрахунках електро-магн1тних перешкод.

В енергетиц! для орган1зац!1 канал!в несдач! 1лформац!1 по л!н!ях електропередач! використовукггь електромагн!тн! хвил! в д1а~ пазон! частот 30-1000 кГЦ, розповсидкзння Яких вздош л1нИ складням чином залежить в1д багатопров1дно! конструкцИ л1н11, питомо! 1фоз!пност! земл! та зозн1шн1х метеоумов. У випадку дП зовн1шньо-го електромагн1тного поля в проводах л1нП електроперэдач1 1ндуку-ються струми, ампл!тудно-часов! характеристики яних складним чином залежать в!д хвильових процес!в на л1н1Х.

Вперше розв'язок задач! про розповсюдження електромагн!тних хвиль_ вздовж одиночного круглого провода з к1кцевою пров1дностю, що знаходитъся в однор1дному необмеженому середовищ!, одержав А.Зошерфельд. Задачу про розповсюдження електронагн1тних хвиль вздовж пов1тряно1 л1н11 передач!.- яка розтаиована над поверхнею земл1, розв'язав Ди.Р. Карсон. На основ! загально! теорП електро-ман!тного поля, не беручи до уваги поперечне електричне поле в зем-л1 та хвильовий характер поля в пов!тр1, автор одержав розв'язок для пост!йноЕ розповсюдаення електромагн1тних хвиль у л1н11 з ура-хуванням к1нцево1 пров!дност1 земл!. Надал! розв'язок Дж. Р. Кар-сона повторювався та уточнювався.

Г.А. Гр!нберг, Б.Е. Бонштедт та Х.К1куч1 на основ1 хвильово! теорП електромагн1тного поля одержали точний розв'язок задач! про розповсюдаення електромагнГгних хвиль вздовж пов!тряних л1н1й передач!. Незважаючи на р1зн1 п!дходи до розв'язку задач!, автори одержали практично однаков1 формули для розрахунку коефЩ!ент!в розповсюдження. Було показано, шо для точного розрахунку розповсюдження та взаемодИ електромагн1тних хвиль вздовж багатопров!дних л!н1й електропередач! необхЩно розв'язувати крайову задачу електродина-

м!ки з в1дпов1дними граничними уловами.

В ус1х вказаних роботах розв'язувались задач! про розповсюд-ження електромагн!тних хвиль вгдовж л1нП при зосередаеному джере-л! напруги або струму на к!нц1 л1н!1. Нин! в зв'язку з широким за-' лровадженням м1кроелектронно1 техники являе практичний 1нтерео розв'язання задач про взаемодЛю зовн1шн1х електромагн1тних пол!в з л1н!яш електропередач!. При цьому питания електромагн1тних перешкод в каналах передач! 1нформац11 мае велике значения для п1д-вишення над!йност! релейного захисту та протиазар1йно! автоматики.

Предмет та об'ект дослХдження. В дасертац!! досл!дауетьс;: взаемод1я електромаг1тного ноля з пов1тряними л1н!ями електропере-дач1.

Методи досл!джень. Для розв'язання поставлених задач викори-стовувались метода математичного моделювання !з -застосуванням об-числювально! техн1ки, а також експериментальн! дослШення.

Отриман! результата узгодауються з досл!дними даними.

Мета та основн! завдання наукового досл!дження. Метою роботи е досл!шкення взаемодП зовн!даього електромагн!тного поля з л1н!-ями електропередач!, експериментальне дослХдження хвильових про-цес!в та едектромагн1тних перешкод в каналах передач! 1нформац!1. як! орган!зовано по фазних проводах л!н!1 електропередач!.

Для досягнення поставлено! мати розв'язувались наступи! завдання:

- розв'язок задач! про взаемод!» зовн1шнього електромагн!тного поля з цил1ндричним проводом, розташованим над поверхнею земл!;

- розробка методики розрахунку. напрут на проводах л1н1й електропередач!, 1ндукшаних електромагн!тним1шульсом;

- експериментальн! досл!даення електромагн1тних перешкод у каналах передач! 1нформац11 по л!н!ях електропередач!.

Наукова новизна досл!джень. В робот! одержана так1 нов1 результат^

1. Розв'язано задачу про взаемодИо зовн!шнього !мпульсного електромагн!тного поля з цил1ндричним проводом, щб розташований над поверхнею земл!.

2. Досл1даено залежн1сть для струму, 1ндукованого в пов1тря-н!й л1н11 передач! зовн!шьою електромагн!тною хвилею, в!д к!нце-во! пров!дност! матер!алу провода та земл!.

3. Розроблено методику розрахунку 1ндукованих напрут на проводах л1н!1 електропередач! при д!1 зовн!шнього 1мпульсного електромагн!тного поля з урахуванням взаемного впливу фазних провод!в та к!нцево! пров!дност1 земл1. - ■

4. Досл1даено фактори, шо впливають на омтиитудно-чаеов! характеристики 1ндукованих напрут на проводах л1н1й електропередач1 в!д д!1 зовн1шнього ЗАшульсного електрокагн1тного поля,

5. Наведено результати експериментальних доол!даень хвильових процес!в та електромагн1тних переикод в каналах передач1 1нформа-цП по лlнiяx електропередач1.

Теоретична ц!нн1сть роботи. На основ! затально! теорП елек-тромагн!тного поля розв'язано задачу про взаемод!» зовн!шнього електромагн!тного поля з цил!ндричним. проводом над землею. На основ! розв'язку задач! одержано вираз для струму, 1ндуксваного в провод! електромагк!тним полей з урахуванням к!нцево! пров!дност! матер!алу провода та земл!.

Практична ц!нн!сть'роботи. В результат! проведених досл!джень створено программ для ПЕОМ, як! дають змогу виконувати 1нженерн! розрахунки для п!двищення над1йност! канал1в передач! !нформац11, орган1зованих по фазних проводах або трозозахисних тросах л1н!й електропередач1. На основ! експериментальних досл!даень надано ре-кокендацП по п!двищенню надШюст! канал1в релейного захисту, протиавар!йно! автоматики та зв'язку по л!н1ях електропередач!.

Конкретней особистий внесок дисертанта в розробку наукових результата, як! виносяться на захист:

1. Розв'язок задач! про взаекодЛю зовн!шнього електромагн1т-. ного поля,з цил1ндричним проводом, розташованим над поверхнею земл!.

2. Методика розрахунку напрут на проводах л1н1й електропередач!, 1ндукованих зовн1ш!м 1мпульсним електромагн!тним полем.

3. Результати досл!дження напрут на проводах л1я!й електропередач!, !ндукованих зовн!шн!м електрсматн1тним полем.

4. Результати експериментальних досл1даень хвильових процес!в у каналах передач! !нформац!Х по л1н!ях електропередач!.

Р!вень реал!зац!1 результат!в досл!даень. Результати роботи Бпроваджено на л!н1ях електропередач! Трип1льска ДРЕС - ПО Житомир та ПС Зах!дноукра!нська - ПС Альбертириа для п!двит°ння над!йност!

канал!в релейного захисту та зв'язку.

АпробаЩя результата наукових досл!джеиь. Основн! положения дисертац!йно1 робота та II результата допов!дались на техн1чн1й рад! Укра1нсько1 енергетично! науково-промислово! акц!снерно! компанИ ЕНПАС-ЕЛЕИТРО (1996 р.). а татаж на науковому сем1нар1 "Електромагн!тн! поля та . електроф!зичн! процеси" 1нституту електродинш1ки НАН УкраХни (1996 р.).

Публ1кац!я результат!в дослЗджень. По тем1 дисертацП опубл!коваио п'ять роб!т.

Структура та обсяг дисертац!Яно1 робота. Дисертац1йна робота складаеться 1з вступу, чотирьох глав та заключения, поданих на 124 маданогасних стор!нках, мае 30 рисунк1в, 4 таблиц! та список л!тературних даерел !э 101 нейменування.

ОСНОВНИй ЗМ1СТ РОБОШ

У вступ! до дисертацП обгрунтовано актуальн1сть теми та сформульовано завдання досл1джень, викладено структуру дисертацП та короткий зм1ст глав.

У пери!й глав! подано огляд сучасного стану проблема розпов-сюдаення електронагн!тних хвиль вздовж л1н!й електропередач!. Розглянуто класичн! задач1 електродинам1ки А.Зоммерфельда, Дж.Р.Карсона, Д.Р.Уайта, А.1.Потех!на, Г.А.ГрЗдберга, Х.К1куч! та визначено нерозв'язан1 задач! в сфер! передач! сигнал!в релейного захисту» протиаварШно! автоматики та зв'йзку по фазних проводах пов!тряних л!н!й електропередач!.

В друг1й глав! розв'язано крайову задачу електродинаи!ки при взаемодП плоско! електромагн1тно!'. хвил! з тонким цил!ндричним проводом, розташованим над поверхнею земл!. Розв'язок задач! вводиться до 1нтегрування сисгеми р!внянь Максвелла для напрут електричного та магн!тного пол!в в середин1 провода, в навколишньому середовиш! та земл! з урахуванням граничних умов на поверхнях розд1лу цих середовищ, а також до задов!льнення умови на неск1нченност!. В розглянутШ задач! унови на неск!нченност! через ф!зичн! обставини зводяться до вимог наближення вс!х компонент1 до нуля при необмеженому в!ддаленн! в!д ос! провода.

У випадку гармон1чно! залежност1 в1д часу компонент електромагн1тного поля та падаючо! плоско! електромагн1тноХ хвил1 крайова задача вводиться до розв'язання хвильового р!вняння

с

+ к. - О. (I)

де д - двохм1рний лаплас1ан; •

* - будь-яка 1з складових напруженостей магн!тного або електричного поля;

хвильове число, де 1ндекс г означав в1дпов!дне серэдовище (пров1д, пов1тря; земля).

3 урахуванням малого параметру (в1даошеиня рад1уса провода до висоти його л!да!су над землею) задача розв'язуеться методом посл!довних наближень. .V першому наближенк! визначаеться поле цид1ндричного провода' без урахування впливу струм!в, як1 прот!кають у земл1. Р1вняння (1) !нтегруеться методом розд1лен"'Я зм1нних з урахуванням умови, то поле мае к1нцевий характер на ос! провода та каближаеться до нуля на неск1нчекност1. Рогв'язок для компонент електричного та магнЛтного поля в середин! провода внаходять у вигляд! неск1нченного ряду функц!й Бесселя, а розв'я-оок для кошонент поля за межами проведу записуеться у вигляд! неск1нчснного ряду функц1й Ханкеля, котр1 задовольняють умовам на неск1нченност1.

Вторинне поле ееул!, 1ндуковане струмами у провод1, визначаеться також 1з розв'язку хвильового р1вняння (1) методом розд1лення зм!ннкх. Можна прийняти умову, шо вторинне поле землГ збудауетьей ниткою струму, току функцю Хаюселя можна записати в 1нтегральн!й форм!. 3 урахуванням одержаного розв'язку та гранич-них умов на поверхн1 роздХлу пов1тря - земля, знаходимо розв'язок для поздовшьо! компонента електричного поля у вигляд! невласного Лнтегралу з нев1домою пост1йною 1нтегрування (аналог1чного 1нтегралу в розв'язку Дж.Р.Карсона). Пост1йн! 1нтегрування, котр1 входять до одержаного розв'язку, одержують !з граничних умов на поверхн1 цил!ндричного провода. При цьому розв'язок для вторинного поля земл! розкладаеться в ряд Тейлора поблизу точки п!дв!су провода та береться до уваги малий параметр для функц!й Бесселя.

- 8 -

Зрештою маемо дв! системи р!внянь виду

А я (ка) - с н (к а)+Е (0, е »>р'Е е I ,

о о 1 оо * к т и

1к Л

А^С^а) - с.Н^а) - а- —~—.

(4)

(3)

т 1 к Л I—е *

<5>

де А , А„, С 1 С - нев!дом! пост!йн1;

О 1 О Я *

а 1 л - рад!ус та шсота п!дв1су провода над поьерхнею земл1; Ет - а\Ш11туда падаючо! хайл!; с - (н2-на)/(и2+ - коеф1ц!ент в1дбиття:

н2 = <йо/«о)"'* - хвильовий оп1р пов!тря;

ив = - хвильовий оп1р земл!;

- с'3 + комплексна д!електрична проникн!сть 'земд1;

1», - д1електрична проникн!сть та пров!дн!сть земл!;

в .

Ех(о,ь) - поздовжня компонента електричного поля в пов!тр1,

Виходячи з розв'язку задач! моша обчислити повний струм, який прот1кае по цил1ндричноку проводу, за формулою

гп а

Шдставляючи розв'язок для поздовшьо! компонента електричного поля Е* в середин! провода та 1нтегруючи р!вняння (8), п!сля перетворень отршуемо ' наступну формулу для розрахунку стр'уму, 1ндукованого в цил!ндричному провод! при д!1 зовн!шнього електро-

<6>

о о

магн!тного поля

-нк Л

Ет<1 * р с >

I.- ив(ка)-мг—-гзгг-т-Г. <А> <7>

и(ка) ' ■ '

де Тпоу (к а)— внутр!шк1й оп1р провода з урахуванням

поверхневого ефекту, (Ом/н);

00 ' 4 ' ' Г ' .„I

........о - додатковий оп!р про-

о ^ * /> - (к* - к*)

вода над землею, зумовлений к1нцевою пров1да1стю земл!, (Ом/м>; 1°' I Но(кг2Л) + Но{кга)1 % - зовн1шн1й оп!р провода.

над землею, (Ом/м);

Е ,„• (1+ре~1к»Л) -по: хвил! на висот! п1дв!су провода, (В/м).

Ет- (1+ре~1к2Л) - поздовжня компонента електричного поля падаючо!

Одержаний розв'язок (7) вадсористано для розрахунку струму, 1н-дуковансго.в пов1трян1й л1н11 внарл1д6к взэемодИ з плоско» елек-тромагнхтною хвилею в д!апазон! частот 10~-10* кГц. Для !люстрац!Х на рис.1 наведено частотну залежн!сть модуля повного струму, !нду-ковакого в провод1 рад1усом 0,01 м на виоот! 10 м внасл!док взае-мод!У. з плоскою електромагн!тною хвилею з напругою 1 В/м для р!зно! пров!дност! матер!алу провода, де залежн!сть (1) розраховано для 1деальнсго проводника (розв'язок Р.Г.Олсена); (2) - для провода 1з алш1н1ю з питомою пров!дн!сто 3,6-Ю7 См/м; (3) - для сталэвого провода з питомою пров!дн!стю 1,0*Ю7 См/м.

Залежност1 розраховано для питомо! пров!дност! земл1 0,01 См/м. •У випадку !деального пров1дника (1) отриман! результата добре узгодауються з розв'язком Р.Г.Олсена. Одержан! в дисертац!! залеж-ност! дозволяпть оц!нити вплив к!нцево! пров!дност! матер!алу про-

А

5 3 2

1.0

0.11_ I I ^ '-».,1

10 10* 10° 10* КГц

Рис Л.

вода на величину повного струму, 1ндукованого в пов1трян!й л1н11 передач1. Встановлено, що на абсолютну величину повного струму в провод1 впливае к!лька фактор 1в. При ду«е низъких частотах абсолютна величина повного струму в провод! обмежуеться т1лыеи к!нце-вою пров1дн!стю матер1алу провода, а поверхневдй ефект в провод1 та земл1 не грае суттево! рол!. 1з ростом частота впливаючого поля проявляться ловерхневий ефект в тонкому провод! та д1електричн! властивост! земл!, одночасно зб!льшуеться результуюче поле на ви-сот! п!дв1су провода за рахунок в!дбиття в1д поверхн! земл!. Сту-п!нь вшиву названих фахтор!в заледать в1д реальних характеристик земл!, рад1усу провода та висоти його л!дв!су над поверхнею земл!.

Одержаний розв'язок дозволяв б1льш точно розраховувати вплив зовн!шн1х електромагн1тних пол1в на пов!трян1 л1н11 передач! в широкому д!апазон! частот, наприоад, д!ю вШалених розряд1в блискавки на л!н!Х електропередач!.

У трет!й глав! викладено методику та результата досл1дження напрут на' проводах л1н1й електропередач!, 1ндукованих д!ею зовнЗЛнього 1мпульсного електромагн1т'ного ■ поля, дкерело якого розташоване на значкому з1ддаленн1, як. показано на рис.2. Методика враховуе взаемний валив фазних проводАв та грозозахисних трос1а, поверхневий ефект в сталевоалюм1н1евих проводах та вшмв к1нцево£ пров1дност! земл! на затухания електромаги1тних хвиль в широкому д!апазон1 частот..

£ 5 | / Ч О. г п. 4--------- и ' >

\ 9 V. © /лро$1д У к

■ ' X

У о //"ЛЛ1*///,4- ^/У^ч^1'^/^4-///

/ / Зеи/ЛА ;

напрямок пад1ння електромагн1тно1 хвил1; в - кут пад!ння плоско! електромагн1тно! хвил!; Ф - азимутальний кут;

шсота 1-го провода над поверхнею земл!; п - к1льк!сть провод!в в л1н11 електропередач!.

Рис,2.

Для дослХдження хвильових процес1в, як! в!дбувзються на л1н11 електропередач!, як розрахункову модель розглянуто матричну систему неоднор1дних рХвнянь виду

(1 и(*»<->)

- >'2(«)-К*.«> « их(*,«>,

<1 А' <8>

С1 I (.V»

- ♦ - I (дг.и),

а *

де и(*,«>, К*.») - стовлцев! матриц1 напрут та струм!в у проводах (фазн! ьеличини), в розглянутому поперечному розр1з1 л1н!1; Цы) - квадратна симетрична матриця поПнних олор1в пов!тряно! л!н!1;

- квадратна симетрична матриця погшних провхдностей

л1нП;

их(х,«). 1х(х,ш) - стовпцез! матриц! розиод1лених даерел напрут та струму, зумовлених д!ею зовнЗлвнього поля;

Крайовэ задача для сисгеми матричних неоднородных рхвнянь розв'язуеться методом хвильових канал1в. Метод базуеться на тому, що едине елехтромагн!тме поле систем« провод1ь може бути представ-лене у витля. 1 суми незалежних електромагн!тних хвиль, розповсюд-ження яких в1дбуваеться по окремих, незалежних один в!д одного хвильових каналах. Кожному хвильовому .каналу в1дпов1дае св!й кое-Ф!ц1снт розповсюдаення та хвильове число. Математично це означав, що вих!дна матрична система (8> шляхом д1агонал!зац!1 квадрата матриц! пост!йних розповсюдаення представляеться у вигляд1 пар незалежних р1внянь з граничними умовами. Кожна пара незалежних р!внянь розв'язуеться самост1йно. Загальний розв'язок для миттевих значень фазних напрут та струмЛв обчислюеться шляхом зворотнього перетво-рення Фур'е.

Прийнята математична модель дозволяе тестувати методику шляхом пор!вняння розрахункових коеф1ц1ент1Б розповсюдаення хвильових канал!в 1з результатами експериментальних вим1рювань на д!ючих л!н!ях електропередач!.

Досл1дження показали, шо амлл!тудно-часов1 характеристики !ндукованих напрут на л1н11 електропередач! залетать в1д багатьох фактор!в, однак визначальними е висота п!дв!су фазних провод!в над

поверхнею земл1, 1х ззаемне розташування, значения штомох пров!дност! земл1 та часова форма д1ючого поля.

Результата досл1джень напрут на фазних проводах л!нП електропередач!, !ндукованих зовн!шн1м !мпульсним полем, уточнюють б1дом1 розв'язки, одержан 1 для однопров.Цшо! модел! з 'припущенням в1дсутност! втрат у земл!.

У четверг!й глав! наведено результата експериментальних досл1д!кень електромагн!тних перешкод в каналах релейного захисту, протиавар!йно! автоматики та зв'язку внасл!док коротких замкнень на л!нП електропередач! 750кВ. Досл!дження показали, шо внасл1док коротких замкнень на л1нП в каналах передач! 1нформацП виникають електромагн1тщ перешкоди, ампл1тудн! та часов! характеристики яких складним чином залежать в!д хвильових процес!в, як! в1дбува-ються на л!н11.

На стадII Установления короткого замкнення на л!н12 в" високочастотних каналах релейного захисту виникають 1нтенсивн1 перешкоди тривал!стю до 10 мс 1з п!ковою потуш!стю 8-27 - дБ , та максимальною ампл!тудою в пакет! 1мпульс!в до 11 В, що не. створюе негативного впливу на роботу захисту, оск1льки нормований час спрацювання захисту становить 22 мс, 1 у початковому пер!од! працюють лише пусков! органй захисту.

У стац1онарн!й фаз! короткого замкнення на л!н11 перешкоди випадковим чином залежать в!д багатьох фактор!в: виду та м!сця короткого замкнення, митгево! напруги на фазному провод1 в момент виникнення короткого замкнення та загально! тривалост! перех!дних процес!в на л1нП. В експериментах середньоквадратичний р!вень перешкод ф!ксувався в межах 0,3 - 1,4 В, що в!дпов!дае в!дносному' р!вн» потужност1 - 0,5 дБ - +12 дБ.

При ' вмиканн1 та зимиканн! л!нИ у високочастотних каналах ф!ксувались перешкода р!внем до 20 дБ, зумовлен! розривом елек-трично! дуги в контактах високовольтного вимикача. При вмиканн1 л!нП п1д напругу тривал1сть таких перешкод становила 8 - 10 мс, а при вимиканн1 внасл1док р1зного часу спрацювання контакт!в вимикача досягала 20-35 мс.

На основ! отриманих результата досл1джень було обрано опти-мальну чутлив!сть приймач!в апаратури високочастотного захисту 0,6 В, яка забезпечила потр!бну швидкод!» та над!йну роботу в

подадьш1й експлуатацИ.

Проведен! досл!дження не подтвердили г1лотезу. про тривал! електромагн!тн! перешкоди злачного р!вня, як! винккають в каналах релейного захисту внасл!док пробою 1скрових пром!жк!в !зольованих грозотрос!в при коротких замкненнях на л!н!ях електропередач1.

Наведено такой: результате даслщжень на л1нП електропередач! 330 кЗ, п!д час якнх було всгакоалено причини виникнення електромагн 1тних перешкод п1двшценого р!вня в каналах передач! 1нформац!1 по фазних проЕодах л!нП. Доведено, що дяерелом таких перешкод е !скр!ння, яке виникае внасл1док несправност! пристро!в заземления грозозахисних трос1в л1н1й електропередач!.

Результата досл!джень використовувалисъ для Щдовдення надШюст! кан&л1в релайного захисту, протиавар!йно1 автоматики та зв'язху, оргш!зованих по л!н!ях електропередач!.

0СН0БН1 РЕЗУЛЬТАТ« ТА ВИСНОИМ

Дисертац!йну роботу присаячено' досл1даенню задач розповсюдазння тй взаечод!! електромагн!тних хвиль з пов1тряники л1н!ямп електропсредач1.

1. Досл!даення показали, шо анал1тичн! розрахунки струм!в та напрут у проводах пов!тряних л!н!й электропередач!, !кдукованих д1ею зовнЛшнього електромагн1таого поля, зводяться до розв'язання крайових задач для системи р!в.нянь Максвелла э урахуванням граничних умой на поверхн! провода та земл1.

2. 1з розв'язку. крайоъо! задач! електродинам!ки випливае, що внасл!док д'п плоско! електромагн!тно! хвил! величина !ндукованого струму в провод!, розташованому поблизу поверхн! земл!, залежить в!д питомо! пров1дност! ыатер!алу провода, його рад1усу та висоти п!дв!су над землею.

3. Встановлено, що для розрахунк!в взаемодП зовн1ди1х елект-ромалитних пол1в з пов!тряними л1н!ями електропередач! в широкому д!апазон! частот кеобх!дао враховувати к1нцеву пров!дн1сть матер!-алу провода та земл!. В д!апазон! частот, вищих в!д 10 кГц, вялив. к!нцево1 пров!дност! земл! суттево перевищуе поверхневий ефект у провод!, ! точне р!шення практично сп!впадае з в!домим розв'язком

Р.Г. Олсена та Д.Г. Чанга для 1деального провода.

4. Доведено, що взасмод1я зовн!шн1х 1мпульсних електромагн1т-них пол1в з л!н1ями електропередач! з достатньою точн1стю опису-еться матричного системою неоднор1дних диференц1альних р1внянь, ко-еф1д!ентй якоД необх1дно обчислювати з урахуванням взаемного впли-ву сус1дн!х провод1в та реальних значень пров!дностей матер1алу провод!в та земл!. Коеф1ц!енги розповсюдаення запропоновано! роз-рахунково! модел1 добре сп1впадають 1з результатами експеримен-тальних вим1рювань.

5. Встановлено, ио ампл1тудно-чассв1 характеристики напруг на проводах пов!тряно! л1н!1 електропередач!, 1ндукованих зовн!ш-н!м 1мпульсним електромагн!тним полем, залежать в1д багатьох факторов, однак визначальними с висота п1дв1су провод!в л1н11 електропередач! над поверхнею земл1, значения питомо! пров1дност1 всм-л!, часова форма д!ючого поля та наявн!сть близько розташовзних сус1дн1х фазних провод!в. Ефект знишння 1ндукованих напрут1на по-в!тряних л1н!ях електропередач! проявляеться сильн!ше при зб!ль-шенн! загально! к!лькост! провод!в та зменшенн! в1дстаней м1ж ними.

в. Експериментальн 1 досл1дження на л!яП електропередач 1 ном1нальною напругою 750 кВ 'ПС Зах1дноукра1нська - ПС Альбертирша показали, що складн! хвильов! процеси, як! виникають на л!нП електропередач! внасл1док коротких замкнень та зовн1шн!х вплив1в, викликають !нтенсивн! перешкоди в каналах передач! ЛнформацП та являть основну причину в!дмов та упов!льнень' у робот! високочастотного захисту. На основ1 отриманих результата було обрано оптимальну чуттев!сть приймач!в шаратури високочастотного захисту.

7. Досл1даення не п1дтвердили висунуту ра>.1шэ г1потезу про тривап! електромагн!тн! перешкоди в каналах релейного захисту по л!н!ях електропередач! 750 кВ внасл!док перекриття 1скрових лром!жк1в грозотрос!в при коротких замкненнях.

8. На основ! виконаних експеримент1в на л1н11 електропере7 дач! ном1нальною напругою 330 кВ встановлено причини виникнення електромагн!тних перешкод п!двишеного р!вня в каналах передач! 1н-формацП по фазних проводах л1нII. Доведено, що джерелом таких пе-реппсод е 1скр!ння через несправн!сть пристроЗСв заземления грозо-

захисних TpoclB.

9. Результата досд1джень хвильових процес!в на л!н1ях електропередач!, одержан1 в подан!й дисертац!йн!й робот!, використовувались для п1двишення над1йност1 д!ючих високочастотних канал!в релейного захисту, протиавар!йно! автоматики та зв'язку по л!н!ях електропередач! енергосистем Укра1ни.

. ПШ1КАЦИ ПО TEMI ДИСЕРГАЦ1Х

Освоений зм!ст дасерггацП викладено у сл1дуючих роботах.

1. Емец Ю.П., Онанко А.Ф. Воздействие внешнего электромагнитного поля на цилиндрический провод, расположенный вблизи поверхности земли //Техническая электродинамика.-1993.- íp5.-С.7-II.

2. Мольков А. .Н., Хмелевский П. М., Онанко А. Ф., Погорелый Л. Г. Экспериментальное исследование помех в канале релейной защиты ВЛ 750 кВ при коротких замыканиях // Техническая электродинамика,- 1994.-К 5-6.-С.85-88.

3. Онацко А.Ф. Взаимодействие импульсных электромагнитных полей

с многопроводаой линией электропередачи // ■ Техническая " электродинамика.-I99I.-I? 6.-0.26-30.

4. Онанко А. Ф., Погорелый Л. Г. Исследование импульсных помех на ВЛ 330 кВ // Энергетика и электрификация.~Т993.~ в 4.-С.26-27.

5. Бобошко А.И., Давиденко Г.И.,'Книжник Р.Г., Кочубей А.Н., Онанко А.Ф.. Сеть передачи данных объединенной энергетической системы ;Украины // В сб. : Автоматизация и релейная защита в энергетических системах. Киев; Ин-т электродинамики АН Украины, 1992,- С.88-93.

Особистий ■ внесок. В роботах, як! написан1 в сп!вавторств1, результата належать авторам у р!вн!й Mlpl (1,2 15); в робот! (4) дисертантов! належить постановка завдання та розробка методики експерименту. ;

Onariko А.Г. The Interaction of the External Electromagnetic Field with the Power Line.

The dissertation is Presented lor Ph.D degree in speciality 05.09.05 - "Theoretical electric engineering",. Institute of electrodynamics oi Ukrainian National Academy of Sciences, Kiev, 1996.

5 scientific works are submitted which contain theoretical studies of Interaction of external' elektromagnetic fields with power line wires and results of experimental Investigation of electromagnetic hindrance on power line carier, based on phase wire and lightning protective wire. . The proposed recommendations improving reliability of informations channels has been implemented at a number of power lines of Ukrainian energie systems.

Ояанко А.Ф. Взаимодействие взевшего электромагнитного поля с воздушг ми линиями электропередачи.

Диссертация в виде рукописи на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.00.05 - "Теоретическая электротехника". Институт электродинамики Национальной академии наук Украины, Киев, 1998.

Защищаются 5 научных работ, которые содержат теоретические исследования взаимодействия внешних электромагнитных полей с проводами линии электропередачи и результаты экспериментальных исследований электромагнитных помех в каналах передачи информации по фазным проводам линий электропередачи. Предложенные рекомендации по повышению надежности каналов передачи информации реализованы на рада линий электропередачи энергосистем Украины.

Ключов1 слова: електромагн1тне поле, л1н1я електропередач!, канали високочастотного зв'язку, релейний захис-т, протиавар1йна автоматика.

[Щшис.анЬ додрзку 04. 96р, Формат 60x84/16 Пап1р офсетний. ,Умовн.-друк.аркуш,1 1,0, 0б.-вид.!а^куш 1,0. Тираж 100 . ,Замовл. IS8 .

ПолГраф.дГльн. 1нституту влектр(5динам1ки № Укра1нй, 252680,КиГв-57, проспект Перймоги,56