Влияние электромагнитных бурь на электрические станции и сети

Тема проекта:

Влияние электромагнитных бурь на электрические станции и сети.

Особенности влияния магнитных бурь на подачу электроэнергии в высоковольтных сетях и станциях.

        Геомагнитные бури являются одним из важнейших элементов космической погоды и влияют на нарушение связи, систем навигации космических кораблей, возникновения вихревых индукционных токов в трансформаторах и трубопроводов и даже разрушение энергетических систем. Разрушение энергетических систем, в свою очередь, может повлечь за собой остановку насосных станций и остановку водоснабжения в городах, что может вызвать множественные гуманитарные катастрофы. Поставки воды в малых объемах средствами служб спасения и ликвидации аварийных ситуаций приведут к очередям за водой, в этот период возможны всплески насилия и даже убийства (что наблюдалось во время поставок питьевой воды в Индии).

        Вихревые токи также могут иметь нежелательные эффекты, например потери мощности в трансформаторах. В этом приложении они минимизируются за счет использования тонких пластин, ламинирования проводников или других деталей формы проводников. Поскольку электрическое сопротивление массивного проводника может быть мало, то сила индукционного электрического тока, обусловленного токами Фуко, может достигать чрезвычайно больших значений. В соответствии с правилом Ленца токи Фуко в объеме проводника выбирают такой путь, чтобы в наибольшей мере противодействовать причине, вызывающей их протекание, что является частным случаем принципа Ле Шателье. [Вихревые токи // Wikipedia® URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Вихревые_токи (дата обращения: 18.12.2021)]. Поэтому, в частности, движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с внешним магнитным полем. [Кто открыл блуждающие токи // Счетчики и показания © 2021 URL: https://lemzspb.ru/kto-otkryl-bluzhdayushchiye-toki/ (дата обращения: 18.12.2021).] Этот эффект используется для демпфирования подвижных частей гальванометров, сейсмографов и других приборов без использования силы трения, а также в некоторых конструкциях тормозных систем железнодорожных поездов.

        Самоиндуцированные вихревые токи ответственны за скин-эффект в проводниках.    

Скин-эффект − это физическое явление, заключающееся в неоднородном распределении переменного тока по сечению проводника. Отрицательное действие скин- эффекта проявляется в том, что большая центральная часть токопроводящего слоя не участвует в переносе электрических зарядов, что вызывает повышенное сопротивление проводника электрическому току. Кроме того, скин-эффект в металлических проводах и в обкладках конденсаторов приводит к медленному перераспределению подвижных электронов от центра к поверхности, вследствие чего возникают нежелательные эффекты направленности и "притирки" кабелей, а в конденсаторах усиливается эффект "памяти". Отрицательное действие скин-эффекта на кабели и провода усугубляется еще и тем, что химические соединения металла токопроводящего слоя с кислородом и азотом воздуха, образующиеся на поверхности провода в результате коррозии, обладают диэлектрическими и полупроводниковыми свойствами, что, в свою очередь, способствует росту потерь и искажений.

[pic 1]

Рис.1 «Кривые намагничивания никель-цннковых ферритов» [Электроматериаловедение - Магнитно-мягкие материалы // Энергетика Оборудование Документация URL: https://forca.ru/knigi/arhivy/elektromaterialovedenie-17.html (дата обращения: 18.12.2021).]

        Охарактеризуем Гистерезис (намагничивание стали). Петля мягкой стали гистерезиса должна быть как можно уже, из чего мы получаем на Рис. «такой-то». Во время магнитных бурь в землю попадает огромный поток частиц, и на фоне ослабления постоянного магнитного поля земли возникает электрический ток в линиях электропередач, который создает множество неполадок и неисправностей. Данный поток частиц представляет из себя серию высоковольтных импульсов, выводящих из строя оборудование (сжигающие трансформаторы). Технология же заключается в том, чтобы закопать кабели под землей, обмотать их магнитно-мягким металлом, (например, пермаллой) далее, располагать их перпендикулярно силовым линиям магнитного поля земли и как можно ближе к экватору, где напряженность этого поля наибольшая. (Соединить текст, с чем оно связано, имеет ли оно особенность (связь) к Особенности влияния магнитных бурь на подачу электроэнергии в высоковольтных сетях и станциях.))