Опыт эксплуатации низковольтных электроустановок постоянного тока на электростанциях (ЭС) и подстанциях (ПС) свидетельствует о периодически возникающих случаях появления перенапряжений в этих электроустановках. Ранее, когда релейная защита (РЗ) выполнялась на базе электромеханических реле, перенапряжения не вызывали существенных проблем. С внедрением микропроцессорной техники, более чувствительной к перенапряжениям, опасность повреждений, ложных срабатываний релейной защиты и сбоев автоматизированных систем управления ЭС и ПС существенно возросла. Это, в свою очередь, может вызывать серьезные аварии на энергообъектах. Официальная статистическая информация по таким случаям отсутствует.
Данная работа посвящена разработке рекомендаций по защите установок постоянного оперативного тока от перенапряжений. Система оперативного постоянного тока (СОПТ) предназначена для электропитания устройств релейной защиты, автоматики и сигнализации, а также аварийного освещения и ответственных механизмов собственных нужд, в том числе электроприводов силовых выключателей. СОПТ должна обеспечивать надежное снабжение электроприемников как в нормальном, так и в аварийных режимах работы энергообъекта.
С внедрением микропроцессорных устройств релейной защиты значительно усиливаются требования к качеству электропитания и электромагнитной совместимости электроприемников и систем питания. В последние годы состав электроприемников постоянного тока значительно изменился, что обуславливает необходимость пересмотра требований к устройствам защиты от перенапряжений. Наметилась не всегда оправданная тенденция к использованию зарубежных средств защиты и необоснованному отказу от проверенных практикой отечественных защитных устройств. Научно обоснованных оценок эффективности мероприятий по защите СОПТ от перенапряжений с учетом современных требований к качеству электропитания микропроцессорных устройств не проводилось.
В диссертации получены следующие новые научные результаты:
• проведен анализ эффективности защиты СОПТ от перенапряжений, вызванных отключающими защитными аппаратами, электрической дугой, воздействием электромагнитных полей, выявлены преимущества диодной защиты по сравнению с УЗИП комбинированного и ограничивающего типов. Показано, что напряжения среза УЗИП в 2–3 раза выше напряжения среза диодной защиты, а способность к поглощению энергии в несколько раз ниже, чем у диодов;