The work is devoted to the development of a simulation model of the grounding and lightning protection system of oil storage tanks, taking into account the heterogeneity of the soil. Among the reasons for significant non-production losses and a decrease in the sale of the extracted resource (oil) is fire, which leads to significant financial costs. A fire in a tank farm as a result of a lightning strike has a high probability associated primarily with errors in the design of the grounding system. In the regulatory documents, the permissible resistance of the grounding system is regulated by direct current without taking into account the frequency dependence of the electrical properties of the soil; however situations are possible when the soil has a high coefficient of its inhomogeneity, which significantly affects the spreading process when exposed to a lightning impulse. Therefore, when designing a grounding system, it is important to use a simulation model, which takes into account the value of the resistance of the grounding system, which depends on the inhomogeneity of the soil and the frequency range of the lightning impulse. The aim of the work was to estimate the impedance of the grounding system of a tank farm for oil storage in the frequency range of a lightning impulse using a simulation model. As part of the work, a simulation model of the grounding system in the multilayer soil of the tank farm was developed. Amplitude and phase-frequency characteristics of the resistivity of various types of multilayer soils have been obtained.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. 7-е изд., перераб. и доп., с изм. – Екатеринбург: ООО «Модуль», 2013. – 672 с.
2. ГОСТ Р МЭК 62305–1-2010. Менеджмент риска. Защита от молнии. Ч. 1. Общие принципы. – М.: Стандартинформ, 2011. – 45 с.
3. РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений). – М.: Минэнерго СССР, 1987. – 32 с.
4. СО 153–34.21.122–2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. – СПб.: ДЕАН, 2005. – 64 с.
5. Grcev L. Impulse efficiency of ground electrodes // IEEE Transactions on power delivery. – 2009. – V. 24. – №. 1. – P. 441–451.
6. Grcev L. Lightning surge efficiency of grounding grids // IEEE Transactions on power delivery. – 2011. – V. 26. – №. 3. – P. 223–237.
7. Visacro S., Soares A. HEM: a model for simulation of lightning-related engineering problems // IEEE Transactions on power delivery. – 2005. – V. 20. – № 2. – P. 1026–1208.
8. Bedoui S., Bayadi A. Probabilistic evaluation of the substation performance under incoming lightning surges // Electric Power Systems Research. – 2018. – V. 162. – P. 125–133.
9. Yamamoto K., Sumi S. Transient grounding characteristics of a wind turbine foundation with grounding wires and plates // IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC). – 2014. – P. 570–575.
10. Идентификация параметров механической системы вибрационного электромагнитного активатора по граничным околорезонансным частотам / А.Н. Гаврилин, С.Н. Кладиев, А.С. Глазырин [и др.] // Изв. Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330. – № 4. – С. 158–177.
11. Гольдштейн В.Г., Сайдова Н.В., Танаев А.К. Математическое моделирование продольных токов смещения и поверхностного эффекта в многослойной земле и проводах линий электропередачи // Вестник Самарского гос. технического университета. Сер. Физико-математические науки. – 2004. – № 30. – С. 170–177.
12. Гольдштейн В.Г., Сайдова Н.В., Танаев А.К. Уточненная математическая модель поверхностного эффекта в многослойной земле // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. – 2003. – № 19. – С. 129–133.
13. Крамаренко В.В., Молоков В.Ю., Шинави A.Э. Классифицирование по консистенции органоминеральных грунтов Западной Сибири // Изв. Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330. – № 8. – С. 180–189.
14. A comprehensive analysis of the effect of frequency-dependent soil electrical parameters on the lightning response of wind-turbine grounding systems / R. Alipio, D. Conceição, A. De Conti [et al.] // Electric Power Systems Research. – 2019. – V. 175. – P. 1–8.
15. Alipio R., Visacro S. Time-domain analysis of frequency-dependent electrical parameters of soil // IEEE Trans. Electromagn. Compat. – 2017. – V. 59. – №. 3. – P. 873–878.
16. Сушков В.В., Сухачев И.С., Сидоров С.В. Оценка и способы повышения остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей электротехнического комплекса добычи нефти при воздействиях импульсных перенапряжений // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2017. – No 12. – С. 50–55.
17. Оценка остаточного ресурса изоляции погружного электродвигателя установок электрических центробежных насосов добычи нефти при воздействиях импульсных перенапряжений / В.В. Сушков, В.В. Тимошкин, И.С. Сухачев, С.В. Сидоров // Изв. Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2017. – Т. 328. – № 10. – С. 74–80.
18. The influence of lightning induced voltage on the distribution power line polymer insulators / M. Izadi, M.S. Abd Rahman, M.Z. A. Ab-Kadir [et al.] // PLoS ONE. – 2017. – № 12 (2). – doi: 10.1371/journal. pone.0172118.
19. An algorithm for evaluation of lightning electromagnetic fields at different distances with respect to lightning channel / M. Izadi, A. Kadir, M. Z. Abidin, M. Hajikhani // Mathematical Problems in Engineering. – 2014. – № 1. – DOI: 10.1155/2014/925463.
20. Izadi M., A. Ab Kadir M.Z., Hajikhani M. Effect of lightning induced voltage on the line polymer insulator in a distribution line // 2014 International Conference of Lightning Protection (ICLP). – 2014. – P. 507–511. – DOI: 10.1109/ICLP.2014.6973177
