根据拜加赞磁力站的数据评估阿尔泰共和国电力系统中的地磁感应电流

Alexey Gvozdarev, O.V. Kazantzeva, E.O. Uchaikin, E.G. Yadagaev
{"title":"根据拜加赞磁力站的数据评估阿尔泰共和国电力系统中的地磁感应电流","authors":"Alexey Gvozdarev, O.V. Kazantzeva, E.O. Uchaikin, E.G. Yadagaev","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-190-200","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"A geoelectric field, voltages between grounding points of the Altai Republic power grid and geomagnetically induced currents (GIC) in power lines and grounding nodes were calculated in homogeneously conducting Earth’s crust model with the resistivity of 5⋅1025⋅102 Ohm·m based on the magnetic station “Baygazan”data in the Russian Altai. These estimations have shown that the geoelectric field increased up to 30 mV/km, the potenthial difference between the power line grounding points reached value of 3.5 V and GIC value reached 0.12 A during the geomagnetic storm on August 5, 2023 (Kp=5–6) with geomagnetic field change rate increasing up to 10–15 nT/min. The GIC value in power line depends on the geoelectric field orientation. High rate of the north geomagnetic field component change causes GIC in latitude – oriented lines (Kosh-Agach – Inya, Ulagan – Inya, Ust-Koksa – Inya), high one for east component causes GIC in meridian – oriented line (Cherga – Inya). The resistancies asymmetry of the ’Ulagan – Inya’ and ’Ust-Koksa – Inya’ power lines causes an increase of GIC at Ininskaya substation grounding node with latitude-oriented geoelectric fields. The calculated data are compared with the results of monitoring of even harmonics amplitudes at the Ininskaya power substation. It is shown that the calculated value of the GIC in the grounded neutral of the power transformer at the Ininskaya substation correlates with the amplitude of even harmonics during the geomagnetic storm.\n На основе данных магнитной станции «Байгазан»в Горном Алтае для модели однородно проводящей земной коры с удельным электрическим сопротивлением 5⋅1025⋅102 Ом · м произведен расчёт геоэлектрического поля, напряжения между точками заземления энергетической системы Республики Алтай и геомагнитно-индуцированных токов (ГИТ) в линиях электропередач и узлах заземления. Эти оценки показали, что во время геомагнитной бури 05.08.2023 (Kp=5-6) при скорости изменения геомагнитного поля до 10-15 нТл/мин геоэлектрическое поле достигало значения 30 мВ/км, разность потенциалов между точками заземления — 3.5 В, а геомагнитно индуцированные токи — 0.12А. Значения ГИТ в линиях электропередач зависят от ориентации геоэлектрического поля. Высокая скорость изменения северной компоненты геомагнитного поля порождаете ГИТ в широтно ориентированных линиях (Кош-Агач – Иня, Улаган – Иня, Усть-Кокса – Иня), а у восточной компоненты — для ориентированных вдоль меридиана (Черга – Иня). Асимметрия сопротивлений линии ‘Усть-Кокса – Иня‘ и пары широтно ориентированных линий ‘Улаган –Иня‘ и ‘Кош-Агач – Иня‘ приводит к увеличению ГИТ в заземлении подстанции ‘Ининская‘ при ориентированном вдоль широты геоэлектрическом поле. Расчётные данные сравниваются с результатами мониторинга чётных гармоник на электрической подстанции «Ининская». Показано, что во время геомагнитной бури наблюдается корреляция между расчётными значениями ГИТ в заземленной нейтрали силового трансформатора на подстанции и амплитудой чётных гармоник.","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"5 11","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Оценка геомагнитно-индуцированных токов в электроэнергетической системе Республики Алтай по данным магнитной станции Байгазан\",\"authors\":\"Alexey Gvozdarev, O.V. Kazantzeva, E.O. Uchaikin, E.G. Yadagaev\",\"doi\":\"10.26117/2079-6641-2023-45-4-190-200\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"A geoelectric field, voltages between grounding points of the Altai Republic power grid and geomagnetically induced currents (GIC) in power lines and grounding nodes were calculated in homogeneously conducting Earth’s crust model with the resistivity of 5⋅1025⋅102 Ohm·m based on the magnetic station “Baygazan”data in the Russian Altai. These estimations have shown that the geoelectric field increased up to 30 mV/km, the potenthial difference between the power line grounding points reached value of 3.5 V and GIC value reached 0.12 A during the geomagnetic storm on August 5, 2023 (Kp=5–6) with geomagnetic field change rate increasing up to 10–15 nT/min. The GIC value in power line depends on the geoelectric field orientation. High rate of the north geomagnetic field component change causes GIC in latitude – oriented lines (Kosh-Agach – Inya, Ulagan – Inya, Ust-Koksa – Inya), high one for east component causes GIC in meridian – oriented line (Cherga – Inya). The resistancies asymmetry of the ’Ulagan – Inya’ and ’Ust-Koksa – Inya’ power lines causes an increase of GIC at Ininskaya substation grounding node with latitude-oriented geoelectric fields. The calculated data are compared with the results of monitoring of even harmonics amplitudes at the Ininskaya power substation. It is shown that the calculated value of the GIC in the grounded neutral of the power transformer at the Ininskaya substation correlates with the amplitude of even harmonics during the geomagnetic storm.\\n На основе данных магнитной станции «Байгазан»в Горном Алтае для модели однородно проводящей земной коры с удельным электрическим сопротивлением 5⋅1025⋅102 Ом · м произведен расчёт геоэлектрического поля, напряжения между точками заземления энергетической системы Республики Алтай и геомагнитно-индуцированных токов (ГИТ) в линиях электропередач и узлах заземления. Эти оценки показали, что во время геомагнитной бури 05.08.2023 (Kp=5-6) при скорости изменения геомагнитного поля до 10-15 нТл/мин геоэлектрическое поле достигало значения 30 мВ/км, разность потенциалов между точками заземления — 3.5 В, а геомагнитно индуцированные токи — 0.12А. Значения ГИТ в линиях электропередач зависят от ориентации геоэлектрического поля. Высокая скорость изменения северной компоненты геомагнитного поля порождаете ГИТ в широтно ориентированных линиях (Кош-Агач – Иня, Улаган – Иня, Усть-Кокса – Иня), а у восточной компоненты — для ориентированных вдоль меридиана (Черга – Иня). Асимметрия сопротивлений линии ‘Усть-Кокса – Иня‘ и пары широтно ориентированных линий ‘Улаган –Иня‘ и ‘Кош-Агач – Иня‘ приводит к увеличению ГИТ в заземлении подстанции ‘Ининская‘ при ориентированном вдоль широты геоэлектрическом поле. Расчётные данные сравниваются с результатами мониторинга чётных гармоник на электрической подстанции «Ининская». Показано, что во время геомагнитной бури наблюдается корреляция между расчётными значениями ГИТ в заземленной нейтрали силового трансформатора на подстанции и амплитудой чётных гармоник.\",\"PeriodicalId\":200421,\"journal\":{\"name\":\"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки\",\"volume\":\"5 11\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-12-16\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-190-200\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-190-200","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

根据俄罗斯阿尔泰 "Baygazan "磁力站的数据,在电阻率为 5⋅1025⋅102 欧姆-米的均质导电地壳模型中,计算了阿尔泰共和国电网接地点之间的地电场、电压以及电线和接地点节点的地磁感应电流(GIC)。这些估算结果表明,在 2023 年 8 月 5 日的地磁暴期间(Kp=5-6),地电场增加到 30 mV/km,电力线接地点之间的电位差达到 3.5 V,GIC 值达到 0.12 A,地磁场变化率增加到 10-15 nT/min。电力线的 GIC 值取决于地电场方向。北方地磁场分量变化率高会导致纬度方向线路(Kosh-Agach - Inya、Ulagan - Inya、Ust-Koksa - Inya)的 GIC 值,东方分量变化率高会导致子午线方向线路(Cherga - Inya)的 GIC 值。乌拉干 - 伊尼亚 "和 "乌斯季-科克萨 - 伊尼亚 "输电线的电阻不对称导致伊宁斯卡亚变电站接地节点的纬向地电场 GIC 增加。计算数据与伊宁斯卡亚变电站偶次谐波幅值监测结果进行了比较。结果表明,伊宁斯卡亚变电站电力变压器接地中性点的 GIC 计算值与地磁暴期间的偶次谐波振幅相关。根据阿尔泰山拜加赞磁力站的数据,计算了阿尔泰共和国电力系统接地点之间的地电场、电压以及电力线和接地节点中的地磁感应电流(GIC),其模型为具有特定电阻率 5⋅1025⋅102 欧姆-米的均匀导电地壳。这些评估表明,在 2023 年 8 月 5 日的地磁暴期间(Kp=5-6),地磁场变化率高达 10-15 nTl/min,地电场值达到 30 mV/km,接地点之间的电位差为 3.5 V,地磁感应电流为 0.12 A。电力线中的地磁感应电流值取决于地电场的方向。地磁场北方分量的高变化率会在纬向线路(Kosh-Agach - Inya、Ulagan - Inya、Ust-Koksa - Inya)中产生地磁感应电流,而东方分量则会在沿子午线方向的线路(Cherga - Inya)中产生地磁感应电流。Ust-Koksa-Inya "线路和一对纬向线路 "Ulagan-Inya "和 "Kosh-Agach-Inya "的电阻不对称导致 "Ininskaya "变电站在沿纬度方向的地电场中接地的 GIT 增加。计算数据与 "伊宁斯卡亚 "变电站的偶次谐波监测结果进行了比较。结果表明,在地磁暴期间,变电站电力变压器接地中性点的 GIT 计算值与偶次谐波幅值之间存在相关性。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Оценка геомагнитно-индуцированных токов в электроэнергетической системе Республики Алтай по данным магнитной станции Байгазан
A geoelectric field, voltages between grounding points of the Altai Republic power grid and geomagnetically induced currents (GIC) in power lines and grounding nodes were calculated in homogeneously conducting Earth’s crust model with the resistivity of 5⋅1025⋅102 Ohm·m based on the magnetic station “Baygazan”data in the Russian Altai. These estimations have shown that the geoelectric field increased up to 30 mV/km, the potenthial difference between the power line grounding points reached value of 3.5 V and GIC value reached 0.12 A during the geomagnetic storm on August 5, 2023 (Kp=5–6) with geomagnetic field change rate increasing up to 10–15 nT/min. The GIC value in power line depends on the geoelectric field orientation. High rate of the north geomagnetic field component change causes GIC in latitude – oriented lines (Kosh-Agach – Inya, Ulagan – Inya, Ust-Koksa – Inya), high one for east component causes GIC in meridian – oriented line (Cherga – Inya). The resistancies asymmetry of the ’Ulagan – Inya’ and ’Ust-Koksa – Inya’ power lines causes an increase of GIC at Ininskaya substation grounding node with latitude-oriented geoelectric fields. The calculated data are compared with the results of monitoring of even harmonics amplitudes at the Ininskaya power substation. It is shown that the calculated value of the GIC in the grounded neutral of the power transformer at the Ininskaya substation correlates with the amplitude of even harmonics during the geomagnetic storm. На основе данных магнитной станции «Байгазан»в Горном Алтае для модели однородно проводящей земной коры с удельным электрическим сопротивлением 5⋅1025⋅102 Ом · м произведен расчёт геоэлектрического поля, напряжения между точками заземления энергетической системы Республики Алтай и геомагнитно-индуцированных токов (ГИТ) в линиях электропередач и узлах заземления. Эти оценки показали, что во время геомагнитной бури 05.08.2023 (Kp=5-6) при скорости изменения геомагнитного поля до 10-15 нТл/мин геоэлектрическое поле достигало значения 30 мВ/км, разность потенциалов между точками заземления — 3.5 В, а геомагнитно индуцированные токи — 0.12А. Значения ГИТ в линиях электропередач зависят от ориентации геоэлектрического поля. Высокая скорость изменения северной компоненты геомагнитного поля порождаете ГИТ в широтно ориентированных линиях (Кош-Агач – Иня, Улаган – Иня, Усть-Кокса – Иня), а у восточной компоненты — для ориентированных вдоль меридиана (Черга – Иня). Асимметрия сопротивлений линии ‘Усть-Кокса – Иня‘ и пары широтно ориентированных линий ‘Улаган –Иня‘ и ‘Кош-Агач – Иня‘ приводит к увеличению ГИТ в заземлении подстанции ‘Ининская‘ при ориентированном вдоль широты геоэлектрическом поле. Расчётные данные сравниваются с результатами мониторинга чётных гармоник на электрической подстанции «Ининская». Показано, что во время геомагнитной бури наблюдается корреляция между расчётными значениями ГИТ в заземленной нейтрали силового трансформатора на подстанции и амплитудой чётных гармоник.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信