автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Импульсные напряжения в системах электроснабжения и способы ограничения их последствий

На правах рукописи

РГК од

2 4 коп Ш

ЗИНЧУК Дмитрий Евгеньевич

ИМПУЛЬСНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ИХ

ПОСЛЕДСТВИЙ

Специальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Москва - 2000

Работа выполнена на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий Московского энергетического института (Технического Университета)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Гамазин С.И.

доктор технических наук профессор Ершов М.С.

кандидат технических наук доцент Кутлер П.П.

Ведущее предприятие:

ТОО "Линвит"

Защита диссертации состоится "/¿?" ¿/¿сЭиА 2000 г. в 46 час в аудитории М-214 на заседании диссертационного Совета К 053.16.06 Московского энергетического института (Технического университета) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 13.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ). Автореферат разослан "/О" 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета К 053.16.06

кандидат технических наук, доцент /_ Анчарова Т.В.

^ * о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Импульсные напряжения, возникающие в системах электроснабжения различного напряжения и назначения, являются частым явлением и характерны как для крупных промышленных предприятий, так и для жилых и коммерческих объектов.

В настоящее время происходит глобальная компьютеризация всех без исключения сторон человеческой жизни, что неуклонно повышает долю чувствительных и особо чувствительных к импульсным напряжениям элементов среди всего электрооборудования систем электроснабжения. К ним относятся в первую очередь потребители, имеющие в своем составе элементы микропроцессорной техники и компьютеры управления различными технологическими процессами.

Импульсные напряжения могут привести к сбоям в работе систем ЭВМ, особенно опасным в режиме управления, выходу из строя различной аппаратуры, обрыву модемной связи или сбоям в срабатывании релейной защиты и автоматики. Нагрузкой, критичной к импульсам ■ напряжения, являются файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, телекоммуникационное и офисное оборудование.

В нашей стране гораздо позже, чем за рубежом получили широкое распространение цифровые технологии и процессы, активно использующие компоненты электронного управления, поэтому этой проблемой в СНГ и России практически никто вплотную не занимался.

Следовательно, задачу исследования причин возникновения и анализ методов и средств ограничения воздействия импульсных напряжений на электрооборудование потребителя следует признать актуальной.

Цель диссертации состоит в анализе: причин возникновения импульсных напряжений в системах электроснабжения; экспериментальной статистики распределений импульсных напряжений по их основным параметрам; методов и средств эффективной защиты электрооборудования от их воздействия.

Достижение конечной цели диссертации осуществлялось путем последовательного решения следующих задач:

• Теоретические исследования причин возникновения импульсных напряжений и их проникновения в системы электроснабжения до 1 кВ.

• Экспериментальные исследования и анализ импульсных напряжений в системах управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС.

• Анализ результатов автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в странах ЕЭС, изучение мировой практики в области методов и средств защиты чувствительного низковольтного оборудования от воздействия импульсных напряжений.

• Исследование и анализ устройств и способов защиты от импульсных напряжений, сравнение их технико-эксплуатационных и экономических характеристик.

• Изучение современного состояния проблемы защиты низковольтного электрооборудования в современных российских условиях.

На защиту выносится:

• Классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсных напряжений на оборудовании.

• Экспериментальные исследования импульсных напряжений на разных уровнях систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов и распределения по параметрам импульсных напряжении.

• Результаты анализа автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения, проведенные в странах ЕЭС.

• Классификация различных методов и средств защиты низковольтного чувствительного электрооборудования, широко применяющихся в мировой практике, их принцип действия, технико-эксплуатационные характеристики, экономическая целесообразность установки с точки зрения потребителя.

• Оценка способов и устройств защиты от импульсных напряжений в электросетях с точки зрения повышения надежности функционирования особо чувствительного к воздействию импульсных напряжений низковольтного электрооборудования.

Научная новизна положений, выводов и заключений диссертации состоит в следующем:

• Выявлены закономерности распределений по частоте появления и параметрам импульсных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий, офисных, бытовых и лабораторных помещений.

• Выполнены экспериментальные исследования и выявлены закономерности в появлении импульсных напряжений в системах питания аппаратуры и системах управления и защиты реакторов РБМК-1000 и РБМК-1500 атомных станций.

• Проведен подробный анализ методов и средств защиты чувствительного электрического и электронного оборудования, имеющихся в распоряжении на сегодняшний день, произведено сравнение их технико-эксплуатационных, экономических и потребительских характеристик.

Практическая значимость работы;

• Диссертация является одним из первых российских исследований актуальной в настоящее время комплексной проблемы по одному из показателей качества электроэнергии - импульсным напряжениям, возникающим в низковольтных электрических сетях различного назначения.

• По результатам подробного изучения зарубежной и отечественной статистической и общетеоретической по причинам возникновения, характеру распространения и параметрам импульсных напряжений произведена классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и дано краткое описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсов на электрооборудовании.

• По результатам измерений, проведенных в цепях систем управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС, а также автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения стран ЕЭС выявлено, что амплитудное распределение числа импульсных напряжений обратно пропорционально третьей степени амплитуды ит импульса.

• Проведенные исследования показали, что для промышленных предприятий характерно появление свыше десятка импульсов в час, для зданий и сооружений коммерческого назначения - несколько импульсов в час, а для бытовых помещений - до одного импульса в час. Полученные величины наглядно характеризуют необходимость защиты от импульсных напряжений как для крупных промышленных предприятий, использующих системы управления технологическими процессами, так и для бытовой микропроцессорной техники.

Методы исследования определялись каждой из поставленных задач. Использовались положения математической статистики, системного анализа, методы математического моделирования, теории электрических цепей, электрических машин. Обработка и анализ статистических данных производились с использованием прикладных программ на персональном компьютере типа ГОМ РС.

Объективность и достоверность научных положений и выводов обеспечивается соответствием принятых допущений задачам и целям исследований, корректностью исходных данных; применением апробированных методов математического моделирования систем электроснабжения; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований и их соответствие статистическим данным; опытом анализа импульсов напряжения в документах МЭК.

Апробация работы.

Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических семинарах, совещаниях, конференциях:

1. Научно-практическая конференция "Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование", г. Новомосковск. 18-20 ноября 1998 г.

2. Всероссийская научно-техническая конференция "Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование" г. Оренбург. 1999 г.

3. Научно-технический семинар АН России "Кибернетика электрических систем", г. Новочеркасск. 1999 г.

Полностью работа докладывалась на кафедре электроснабжения промышленных предприятий МЭИ в феврале 2000 года.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы насчитывает 96 наименований. Общий объем 125 страниц текста, 41 рисунок, 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные цели и задачи диссертации, дана общая характеристика работы, показана научная новизна работы и ее практическая ценность, а также представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено теоретическое обоснование происхождения и распространения импульсных напряжений в системах электроснабжения с позиций

теории перенапряжений в электросетях. Поскольку импульсное напряжение является частным случаем перенапряжения в сети, что следует из идентичности их основных характеристик, условия возникновения перенапряжений всегда необходимы, но не всегда достаточны для возникновения опасных импульсных напряжений. Хотя не всегда явления, вызывающие перенапряжения, могут привести к возникновению опасных импульсных напряжений, однако случайное наложение ряда событий является далеко не редким явлением и может повлечь за собой возникновение опасных значений импульсных напряжений.

Приведена классификация перенапряжений по природе их возникновения и дано краткое описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида перенапряжений на электрооборудовании.

Поскольку наиболее опасными, особенно для чувствительного низковольтного оборудования, являются грозовые импульсные напряжения, особое внимание было уделено подробному изучению возникновения, развития и последствий грозовой деятельности.

Во второй главе проведен анализ экспериментальных исследований помеховой обстановки на 3 энергоблоке Смоленской АЭС в сети питания аппаратуры систем управления и защиты (СУЗ) ядерных энергетических реакторов по переменному и постоянному току; в информационных линиях связи каналов управления и защиты реакторов; в спецконтуре заземления аппаратуры СУЗ; на общей шине схем логического формирования сигналов управления и защиты реакторов.

Полученные данные в основном характерны для режимов работы СУЗ в период планово-предупредительных ремонтов энергоблока.

1. Измерения импульсных напряжений в цепях питания аппаратуры СУЗ.

Измерения, проведенные в цепях питания аппаратуры СУЗ, свидетельствуют о том, что в этих цепях имеют место помехи значительной амплитуды - более 300 В. По опыту эксплуатации электронной аппаратуры на других предприятиях импульсные помехи с такой амплитудой являются опасными с точки зрения возможного сбоя работы оборудования. Также было зафиксировано 38 импульсов с амплитудой, превышающей 1000 В.

Результаты измерений, проведенных в цепях питания аппаратуры СУЗ, представляем в графической форме на рис. 1 в виде графика зависимости числа импульсных напряжений N от интервала значений максимума амплитуды импульсного напряжения ит.

Рис. 2.5. Зависимость числа импульсных напряжений N от интервала значений максимума амплитуды импульсного напряжения иго для цепей питания СУЗ.

2. Измерения импульсных напряжений в цепях ~5б В СУЗ.

Большая часть аппаратуры СУЗ получает питание от вторичного напряжения -56 В, поэтому цель измерений состояла в том, чтобы оценить уровень помех от коммутаций нагрузок в сети -56 В. Из полученных данных следует, что для сетей данного напряжения характерно возникновение импульсов напряжения с амплитудой до 400 В.

Следует отметить, что как и в случае цепей -380 В, поток импульсных помех неравномерен во времени и определяется коммутациями, проводимыми на стойках обслуживающим и ремонтным персоналом.

Рис. 2. Зависимость числа импульсных напряжений N от интервала значений максимума амплитуды импульсного напряжения ига для цепей -56 В СУЗ.

Результаты измерений, проведенных в цепях -56 В СУЗ, представляем в графической форме на рис. 2.

3. Измерения импульсных напряжений в цепях -13,2 В СУЗ.

В процессе измерений было выявлено, что подавляющее большинство импульсов напряжения в цепях =13,2 В находится в диапазоне от 4 до 20 В. Вопрос о том, насколько помехи такого уровня опасны для устройств, подключенный к данной цепи, требует более детального исследования.

Результаты измерений, проведенных в цепях =13,2 В СУЗ, представляем в графической форме на рис. 3.

ч^ А* ит,В

* V -Л

Рис. 3: Зависимость числа импульсных напряжений N от интервала значений максимума амплитуды импульсного напряжения ит для цепей =13,2 В СУЗ.

Как следует из рисунков 1-3, амплитудное распределение числа импульсных напряжений, возникающих в цепях -220/380 В, ~56 В, =13,2 В СУЗ, обратно пропорционально величине амплитуды иш импульса.

Более точное определение найденной функциональной зависимости не представлялось возможным ввиду ограниченности числа результатов измерений. Тем не менее, можно говорить о схожести зависимостей, полученных при измерениях в СУЗ энергоблоков АЭС с зависимостями, построенными по результатам измерений, проводившихся в странах ЕЭС (см. далее).

Полученные данных показывают, что основные источники импульсных напряжений схожи и по своей природе не отличаются от подобных на предприятиях других отраслей промышленности. Однако, специфика атомных станций,- как ядерноопасных объектов, приводит к ужесточению требований к пределам безопасности СУЗ по критерию допустимой помехоустойчивости.

Помёховая обстановка в цепях питания СУЗ в основном определяется возмущениями импульсного характера, имеющими коммутационную природу, т.е. связанными с подсоединением или отсоединением нагрузок из сети питания. В исследуемых цепях наблюдались импульсы с амплитудой, на порядок превышающей номинальное напряжение питания этих цепей: в сети~380 В - до 3000 В; в сети -56 В - до 400В; в сети =13,2 В - до 104 В.

Длительность импульсов напряжения находится в диапазоне от единиц до нескольких сотен микросекунд.

В исследуемых цепях не наблюдается сложения воздействий нескольких импульсов- из-за относительно слабой интенсивности потока помех во времени. Минимальная пауза между наблюдаемыми импульсами находится в диапазоне от единиц до нескольких десятков секунд.

Импульсы напряжения, возникающие в СУЗ ядерных энергетических реакторов, могут вызывать отказы интегральных микросхем в ответственных узлах схем СУЗ, приводить к формированию ложных команд на управление реактором, а также к появлению ложной информации, которая может спровоцировать неправильные действия оперативного персонала.

Для эффективной борьбы с импульсами напряжения, воздействующими на электронную аппаратуру управления, и защиты реакторов АЭС, необходимо разработать комплекс мероприятий по обеспечению помехоустойчивости технических средств, в том числе технические, организационные и нормативно-методические мероприятия.

Тре1ъя глава посвящена исследованиям распределений по частоте появления и параметрам импульсных напряжений на основе экспериментальных данных, полученных в странах ЕЭС с помощью специализированной автоматизированной измерительной системы.

Поскольку импульсные напряжения, возникающие при разного рода переходных процессах в питающей сети, таких, как молниеразряды или коммутации мощного электрооборудования, могут вызывать сбои в работе или даже выход из строя электрических и электронных устройств и оборудования, важно хорошо знать свойства импульсных напряжений для того, чтобы правильно сконструировать защищающие устройства и оборудование, а также обеспечить возможность прогнозирования частоты возникновения импульсных напряжений и силы их воздействия на защищаемое электрооборудование. Амплшуда является не единственным параметром импульсных напряжений. Выдержит ли прибор или

оборудование мощный импульс на практике, также определяется скоростью возрастания и энергией импульсного напряжения.

Для исследования импульсных напряжений, возникающих в низковольтных электроустановках необходимы длительные измерения и их статистическая оценка. Сбор и предварительная обработка статистической информации производилась с помощью " автоматизированной измерительной системы (АИС), в которой записывалась и анализировалась форма волны напряжения U(t) переходного процесса.

Для описания помехи U(t) с приемлимой точностью необходимы многие параметры. Однако, поскольку проведение расчетов в реальном времени сильно ограничивает число переходных процессов, которые могут быть зафиксированы и проанализированы в определенный временной интервал, поэтому выходные данные анализируемых импульсных напряжений представляют из себя только три следующих параметра временного интервала :

1. Ura - абсолютная величина максимального лика амплитуды импульсной помехи U(t) при импульсном напряжении.

2. du/dt - максимальная скорость возрастания помехи U(t).

3. S, измеряемая энергия помехи U(t), определяемая выражением:

о)

где tm - врем, диапазон соответствующего записывающего устройства.

При сборе данных различали 4 разряда помещений:

• промышленные (электромеханические цеха, прокатные станы и т.д.)

• коммерческие (универсальные магазины, здания банков);

• бытовые (индивидуальные дома, квартиры);

• лабораторные (места проведения специальных исследований).

Измерения показали, что результаты для различных разрядов помещений

отличаются незначительно. Большинство значений (80%) были получены для промышленных помещений.

Автоматизированная измерительная система проанализировала Ntr=27811 переходных процессов в Np=40 различных точках измерения в течение общего времени измерений Тт=3428ч. В таблице 1 представлена обобщенная информация по четырем различным разрядам помещений. Также приведено среднее число переходных процессов в час v=Ntt/Tm. Необходимо отметить, что в пределах одного разряда значение v существенно варьируется в зависимости от места измерения.

Как следует из таблицы 1, в промышленных помещениях характерно появление в среднем 17,5 импульсов в час, в помещениях коммерческого назначения - 2,8 импульса в час и в бытовых помещениях - 0,6 импульса в час.

Таблица 1.

Суммарное количество точек измерения, число импульсов, время измерений и среднее время появления импульсов для различных разрядов помещений.

Разряд помещения Ч Н, Тт,ч V

Промышленные 14 23054 1317 17,5

Коммерческие 9 3401 1202 2,8

Бытовые . 6 287 447 0,6

Лабораторные 11 1069 462 2,3

Всего 40 27811 3428 8,1

По результатам проведенных измерений для четырех разрядов помещений можно построить график зависимости относительного числа импульсных напряжений п, приведенного для каждого разряда помещений к общему числу напряжений данного разряда п=Ы(ит)/М„ в интервалах максимума амплитуды импульса.

Рис. 4. Зависимость относительного числа импульсных напряжений п от интервала значений максимума амплитуды импульса ит для различных разрядов помещений.

Как следует из рис. 4, относительное амплитудное распределение для всех разрядов обратно пропорционально третьей степени ит амплитуды импульса. Заметные отклонения от кривой п ~ ит"3 в некоторых интервалах максимума амплитуды могут возникать либо из-за ограниченного числа исходных данных в этих

интервалах для соответствующих разрядов помещений, либо из-за особенностей выбранного места измерений.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что проблема защиты от импульсных напряжений актуальна, как для крупных промышленных предприятий, где было зафиксировано 80% импульсов, так и для менее ответственных непромышленных помещений различного назначения. Различие состоит лишь в величине ущерба, причиняемого импульсными напряжениями в том и в другом случае.

В четвертой главе проанализированы известные на сегодняшний день методы и средства защиты от импульсных напряжений.

Защита от импульсных напряжений может осуществляться с помощью разрядников, устройств защиты от импульсных напряжений, а также источники бесперебойного питания, имеющих в своем составе защитные устройства. В зависимости от критичности нагрузки возможно применение как отдельных устройств, так и всего их комплекса.

Грозовые разрядники служат для защиты от прямых ударов молний и обычно являются составной частью комплексной системы молниезащиты здания. Грозовые разрядники, подключаемые между проводниками электросети и землей, защищают низковольтные распределительные сети и подключенное электрооборудование путем отвода энергии удара молнии с проводников сети в землю.

Разрядник состоит из одной или нескольких пар электродов с промежутками между ними, расположенных последовательно с токоограничивающими элементами. Промежутки между электродами препятствуют протеканию тока через разрядник до тех пор, пока напряжение на них не превысит критическое напряжение пробоя. При достижении на электродах напряжения, достаточного для прерывания тока, промежутки пробиваются. Токоограничивающим элементом является нелинейный резистор, сопротивление которого резко уменьшается при увеличении на нем напряжения. В разрядниках другого типа, называемых стреляющими разрядниками, электроды находятся в газонаполненной камере прерывания.

Грозовые разрядники часто функционируют и как подавители импульсных напряжений. Однако, грозовые разрядники обычно предназначены для защиты от более серьезных импульсов и устанавливаются на вводе в здание на стороне линии до вводного автоматического выключателя или предохранителя (рис. 5).

Категория С Категория В Категория А

Рис 5. Типовые места установки устройств защиты от импульсных напряжений.

Устройства защити от импульсных напряжений предназначены для защиты чувствительного низковольтного электрооборудования, а также изоляции элементов системы электроснабжения от импульсных напряжений в сети.

Принцип действия данных устройств основан на подавлении импульсов напряжения путем ограничения импульсного тока и/или направления импульса в землю или в другую линию. Они предназначены для установки на нагрузочной стороне после вводного автоматического выключателя или предохранителя (рис 5).

Устройства защиты от импульсных напряжений выполняют следующие функции:

• при нормальных условиях в электросети они не оказывают существенного влияния на характеристики сети, к которой подключены;

• при возникновении импульса напряжения, устройства реагируют на него путем резкого уменьшения своего сопротивления, отводя через него импульсный ток и ограничивая напряжение в защищаемой сети в пределах номинального значения;

• после прохождения импульса напряжения, устройства возвращаются к своему высокоимпедансному значению сопротивления.

Наиболее распространенными в мире компонентами устройств защиты от импульсных напряжений являются газоразрядные трубки и металлооксидные варисторы. Применение каждого элемента имеет свои преимущества и недостатки.

Будучи в состоянии противостоять мощным импульсам, газоразрядные трубки традиционно используются для подавления наиболее серьезных грозовых импульсных напряжений. Однако, они имеют относительно большое время срабатывания, что позволяет энергии, достаточной для разрушения типовых полупроводниковых цепей, дойти до защищаемого оборудования.

Таким образом, газоразрядные трубки защищают от мощных импульсов, но не могут застраховать от опасного "просачивания" части импульса.

Импульсное напряжение пробоя газоразрядной трубки зависит от скорости возрастания <ШЛк воздействующего импульса напряжения. Как следует из вольт-секундной характеристики газоразрядной трубки (рис. 6), импульсное напряжение пробоя возрастает с увеличением (ЮЛК импульса. Однако, величина напряжения пробоя является в некоторой степени статистической величиной, поскольку для заданнной скорости возрастания импульса при проведении нескольких испытаний, она может быть распределена в некоторой области статистического разброса.

Металлооксидные варисторы имеют более короткое, чем газоразрядные трубки, время срабатывания, однако их неопределенный срок службы является

весьма ощутимым недостатком, поскольку рабочая характеристика варистора постоянно ухудшается при защите от продолжительных импульсов.

MOV (Metal Oxide Varistor) технология была запатентована в Германии в 1972 году и является основной технологией защиты от импульсных напряжений в сети на протяжении последних 25 лет.

MOV состоит их кристаллов оксида металла, обычно оксида цинка, спеченных в керамические частицы и заключенных в эпоксидную или некоторую пластиковую оболочку. Хотя кристаллы к обладают проводящими свойствами, границы между ними не проводят ток при напряжении, ниже напряжения срабатывания конкретного MOV.

Принцип работы металлооксидного варистора заключается в следущем.

Когда напряжение, приложенное к варистору, превысит значение его напряжения срабатывания, он начинает проводить ток с очень низким сопротивлением (порядка 0,1 Ом). Варистор продолжает проводить ток до тех пор, пока напряжение на нем не упадет ниже напряжения срабатывания.

При прохождении импульсных токов по сопротивлению варистора, MOV выделяет внутреннее тепло, которое при больших значениях токов расплавляет некоторые внутренние границы между кристаллами, тем самым постепенно уменьшая напряжение срабатывания варистора. Так выглядит механизм, благодаря которому варистор постепенно разрушается, расплавляя с каждым новым импульсом все большее число кристаллов, увеличивая ток утечки и постепенно уменьшая число дискретных кристаллов (в результате - до 1).

Таким образом, при возникновении импульсного напряжения, варистор способен зашунтировать импульс на нейтральный или земляной проводник. С его помощью будет отведена большая часть импульса напряжения, но некоторая его часть все же пройдет в защищаемую цепь. Это пропускаемое количество называется уровнем подавляемого напряжения. Если импульс напряжения слишком велик и проходит быстрее изменения состояния варистора, то в процессе шунтирования импульса MOV расщепляется, отключая при этом защищаемую цепь.

На рис. 7 приведена вольт-амперная характеристика варистора на основе оксида цинка. Условные обозначения на рисунке расшифровываются следующим образом:

In - номинальный ток разряда - пиковое значение волны тока 8x20 мкс;

0,11п -И,21п - диапазон защиты варистора по току;

Up - значение напряжения на контактах варистора, определяемое как уровень защиты по напряжению. Эта величина характеризует действенность варистора по ограничению напряжения на своих клеммах и выбирается из списка стандартных

значений. Это значение должно быть больше наибольшего из измеренных предельных значений напряжения при нескольких проверочных испытаниях.

Стандартными уровнями зашиты по напряжению в соответствии со стандартом являются следующие значения: 0,08, 0,09, 0,10, 0,12, 0,15, 0,22, 0,33, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0,1,2,1,5,1,8, 2,0,2,5,3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 8,0,10,0 кВ.

0,1ln In 1,2ln Imax I

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика ZnO варистора.

Теперь остановимся на недостатках MOV технологии. Когда варистор в конечном итоге выходит из строя, он без предупреждения подвергает риску защищаемое оборудование. Многие из эксплуатирующихся в настоящее время устройств защиты от импульсных напряжений на базе MOV способны выдержать только 5-10 крупных импульсов. Поскольку MOV реагируют на каждый импульс напряжения по-разному, не существует определенного срока службы или определенного числа импульсов, по истечении которого МО V выйдет из строя.

Существует также информация, что MOV архитектура приводит к увеличению шума и искажений видео, аудио и информационного сигнала, что является непозволительным в условиях господства современных мультимедийных технологий.

Тем не менее, защитные устройстве на основе варисторов являются одними из наиболее дешевых и популярных во всем мире.

Для обеспечения надежной защиты от импульсных напряжений, возникающих в силовых и слаботочных сетях промышленных, коммерческих и бытовых зданий, необходимой составляющей является правильно выполненная установка и заземление устройств защиты. Правильная установка является в большинстве случаев определяющим фактором в достижении устойчивости чувствительного оборудования к воздействию импульсных напряжений.

К сожалению, применение многих рассмотренных в работе методов и средств защиты чувствительного низковольтного электрического и электронного оборудования в современных российских условиях пока не очень распространено. Только в последнее время, с ростом числа чувствительных потребителей электроэнергии, проблема защиты от импульсных напряжений стала актуальна и в России.

В настоящее время на российском рынке существует большое количество зарубежных устройств защиты от импульсных напряжений различных фирм-производителей, однако качество и технические характеристики этих устройств далеко не всегда соответствуют заявленным.

Для определения эффективности различных бытовых устройств защиты от импульсных напряжений были проведены испытания серийных образцов наиболее распространенных в России сетевых фильтров и подавителей импульсных помех марок "АРС", "Pilot", "Tend", "Saturn", "Lider", "MBL", "Tripp lite", "Power Cube", "Lestar", "COGEX", "SICOS", "ISOBAR".

Результатами проведенных испытаний явились следующие выводы:

1. Изделия АРС-Е20 (США), Pilot-SuperGL и Pilot-Pro (Россия), Satum-LF103 (Россия) обладают наилучшими характеристиками и могут считаться сетевыми фильтрами.

2. Изделия Pilot-SuperGL, Pilot-Pro полностью отвечают всем отечественным стандартам и нормам.

Помимо бытовых сетевых фильтров, отечественной промышленностью также выпускаются ограничители перенапряжений. Одним из крупнейших отечественных производителей является санкт-петербургское промышленно-торговое объединение "Фарфор", выпускающее ограничители перенапряжений на основе оксидноцинковых варисторов.

Выпускаемые данным предприятиям низковольтные ограничители перенапряжений, соответствуют классам напряжения на 30 В и 0,55 кВ постоянного тока и 220/380 В переменного тока и предназначены для защиты электрооборудования сетей переменного и постоянного тока, цепей управления, контроля и сигнализации, цепей питания компьютерной техники от воздействий грозовых и коммутационных импульсных напряжений. Ограничители перенапряжений ПТО "Фарфор" изготавливаются в различном исполнении в соответствии с Техническими условиями, разработанными Государственным научным центром РФ "ВЭИ им. В.И.Ленина", г.Москва. Изделия испытаны на взрывобезопасность, качество продукции подтверждено сертификатом соответствия системы сертификации ГОССТАНДАРТА России

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

В диссертации были подробно рассмотрены вопросы, связанные с возникновением и распространением импульсных напряжений в системах электроснабжения до 1 кВ, а также защитой чувствительного электрического и электронного оборудования от импульсных напряжений.

Проведенные в работе теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Диссертация является одним из первых российских исследований актуальной в настоящее время комплексной проблемы по одному из показателей качества электроэнергии - импульсным напряжениям, возникающим в низковольтных электрических сетах различного назначения.

2. По результатам подробного изучения зарубежной и отечественной статистической и общетеоретической по причинам возникновения, характеру распространения и параметрам импульсных напряжений произведена классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и дано краткое описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсов на электрооборудовании.

3. По результатам измерений, проведенных в цепях систем управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС, а также автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения стран ЕЭС выявлено, что амплитудное распределение числа импульсных напряжений обратно пропорционально третьей степени амплитуды ит импульса.

4. Проведенные исследования показали, что для промышленных предприятий характерно появление свыше десятка импульсов в час, для зданий и сооружений коммерческого назначения - несколько импульсов в час, а для бытовых помещений - до одного импульса в час. Полученные величины наглядно характеризуют необходимость защиты от импульсных напряжений как для крупных промышленных предприятий, использующих системы управления технологическими процессами, так и для бытовой микропроцессорной техники.

5. Проведен обзор и классификация основных методов и средств защиты чувствительного электрического и электронного низковольтного оборудования от импульсных напряжений, широко применяющиеся в

мировой практике на сегодняшний день, произведено сравнение их технико-эксплуатационных и экономических характеристик

6. Рассмотрена проблема защиты оборудования от импульсных напряжений в современных российских условиях. Анализ результатов испытаний различных устройств защиты от импульсных напряжений показывает, что технические средства, имеющиеся на сегодняшний день в распоряжении российского пользователя, позволяют сделать выбор в пользу отечественного производителя защитных устройств, не уступающим по своим техническим характеристикам зарубежным аналогам.

Основные положения диссертации опубликоавны в следующих работах:

1. Гамазин С.И., Цырук С.А., Зинчук Д.Е. Импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях, вызванные молниеразрядами. // Промышленная энергетика. - 2000. - №2. - С. 26-31.

2. Гамазин С.И., Цырук С.А., Зинчук Д.Е. Коммутационные импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях. // Промышленная энергетика. - 2000. - №3. - С.28-33.

3. Зинчук Д.Е. Импульсные напряжения в системах электроснабжения низкого напряжения. Научно-техническая конференция "Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование". // Тез. докл. -Новомосковск. - 1998. - С. 104-106.

4. Зинчук Д.Е. Защита электрооборудования от импульсных напряжений: принципы построения и основные компоненты. Всероссийская научно-техническая конференция "Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование". //Тез. докл. - Оренбург. - 1999. - С. 118-119.

5. Зинчук Д.Е. Устройства защиты от импульсных напряжений в сети. Научно-технический семинар "Кибернетика электрических систем". // Тез. докл. - Новочеркасск. - 1999. - С.34-35.

Печ. л. ./ £5" Тираж 100 Заказ

Типография МЭИ. Красноказарменная, К).

Введение.

В.1. Обзор научно-технической литературы по вопросам причин возникновения имг^льсов напряжения.

В.2. Выбор и обоснование темы и общая характеристика диссертационной работы.

Глава 1. Причины возникновения импульсных напряжений в системах электроснабжения.

1.1. Общие сведения.

1.2. Внутренние перенапряжения в электрических системах.

1.2.1. Общая характеристика^йнутредних.перенапряжений.

1.2.2. Классификация внутренних перенапряжений.

1.2.3. Коммутационные перенапряжения.

1.2.3.1. Перенапряжения при включении линий.

1.2.3.2. Перенапряжения при отключении линий.

1.2.3.3. Перенапряжения при отключении индуктивных нагрузок.

1.2.3.4. Перенапряжения при однофазных замыканиях.

1.2.4. Резонансные перенапряжения.

1.3. Внешние перенапряжения в электрических системах.

1.3.1. Общая характеристика внешних перенапряжений.

1.3.2. Развитие грозового разряда.

1.3.3. Характерные особенности грозового разряда.

1.3.4. Воздействия грозового разряда.

1.4. Выводы по главе 1.

Глава 2. Исследования импульсных напряжений в системах управления и защиты АЭС.

2.1. Общие сведения.

2.2. Цели исследований помеховой обстановки на АЭС.

2.3. Особенности электрооборудования АЭС и систем его электроснабжения.

2.4. Методы исследования и аппаратура для проведения измерений.

2.5. Общая характеристика системы питания и заземления аппаратуры СУЗ на исследуемом энергоблоке.

2.6. Результаты экспериментальных исследований помеховой обстановки в электросети и в помещениях СУЗ энергоблока.

2.6.1. Анализ значений параметров импульсных помех в исследуемых цепях.

2.6.2. Результаты измерений на 3 энергоблоке Смоленской АЭС.

2.6.3. Общая характеристика помеховой обстановки в СУЗ АЭС по результатам исследований на Смоленской АЭС.

2.7. Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследования распределений по частоте появления и параметрам импульсных напряжений на основе экспериментальных данных, полученных в странах ЕЭС.

3.1. Общие сведения.

3.2. Определение параметров импульсных напряжений с помощью автоматизированной измерительной системы.

3.3. Результаты измерений.

3.3.1. АмплитудаUm.

3.3.2. Скорость возрастания du/dt.

3.3.3. Измеряемая энергия S.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. Основные методы и средства защиты от импульсных напряжений в низковольтных электрических сетях.

4.1. Общие сведения.

4.2. Защита с помощью грозовых разрядников.

4.3. Устройства защиты от импульсных напряжений.

4.3.1. Общие положения.

4.3.2. Идеальное устройство защиты от импульсных напряжений.

4.3.3. Классификация устройств защиты от импульсных напряжений и их типовые компоненты.

4.3.4. Характеристика основных компонентов устройств защиты от импульсных напряжений.

4.4. Применение источников бесперебойного питания для защиты от импульсных напряжений.

4.5. Практика защиты от импульсных напряжений в США.

4.6. Проблемы защиты электрооборудования от импульсных напряжений в современных российских условиях.

4.7. Выводы по главе 4.

Электрическая энергия, как и любой другой вид продукции, характеризуется совокупностью свойств, обусловливающих ее потребительскую пригодность для работы электрооборудования потребителя с заданными техническими и эксплуатационными характеристиками.

Для обеспечения единых нормативных требований к качеству электроэнергии для всех участников процесса производства, передачи и потребления электроэнергии существует набор показателей качества электроэнергии, количественно характеризующих ее потребительские свойства. Перечень данных показателей приведен в ГОСТ 13109-97 "Качество электрической энергии. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" [22]. ГОСТом установлено 8 свойств электроэнергии, описывающихся числовыми показателями. Среди них: отклонение напряжения, колебания напряжения, несинусоидальность напряжения, несимметрия напряжения, отклонение частоты, провал напряжения, импульс напряжения, временное перенапряжение.

Приведенный перечень свойств электроэнергии широк, однако не все они хорошо изучены. Некоторые из них были давно и детально исследованы, а некоторые начинают приобретать актуальность только в последнее время в силу кардинально меняющегося характера потребителей электроэнергии. Еще несколько десятков лет назад исследование многих качественных характеристик электроэнергии имело значение, в основном, в отношении являвшейся наиболее критичной электродвигательной нагрузки. Однако, с появлением и широким развитием микропроцессорной техники и компьютерных технологий, особое значение приобрели свойства электроэнергии, являющиеся либо несущественными, либо легко отстраиваемыми для обычного электрооборудования, но являющиеся особо критичными для чувствительных электронных компонентов.

Таким свойством электроэнергии и является импульс напряжения, численно характеризуемый показателем импульсного напряжения.

Импульсные напряжения, возникающие в сети электроснабжения, могут привести к сбоям в работе систем ЭВМ, особенно опасных в режиме управления, выходу из строя различной аппаратуры, обрыву модемной связи или сбоям в срабатывании релейной защиты и автоматики. Современные системы обработки информации задействованы в выполнении широкого диапазона задач в науке, бизнесе, промышленном производстве, управлении распределением и обеспечением, а также на железных дорогах и воздушном транспорте. Компьютеры и системы под управлением компьютеров обеспечивают мгновенное реагирование при управлении процессами, что обеспечивается за счет высокой скорости обработки поступающей информации. Они сильно различаются по размерам и задачам, которые они выполняют - от больших серверов для банков и крупных промышленных комплексов до мини- и микро- компьютеров в небольших компаниях для решения ежедневных задач, а также домашних компьютеров. Не только компьютеры, но и другие высокотехнологичные устройства, такие, как телевизоры, видеомагнитофоны, стереосистемы и любые другие устройства, управляемые микропроцессорами, чрезвычайно чувствительны к импульсам напряжения.

На долю импульсных напряжений, согласно статистическим данным, взятым из отечественных и зарубежных источников, приходится около 18% всех отказов в системах электроснабжения низкого напряжения (рис. В.1) [81,82]. Поскольку импульсное напряжение по своим последствиям гораздо серьезнее, чем многие другие показатели, то его доля в суммарном ущербе, нанесенном потребителям низким качеством электроэнергии, в процентном отношении составляет гораздо большую величину.

Провалы напряжения 45%

25%

Рис В. 1. Основные ненормируемые показатели качества напряжения.

Однако, в нашей стране данному показателю качества электроэнергии вплоть до сегодняшнего дня придавалось неоправданно малое значение. У нас гораздо позже, чем за рубежом, получили широкое распространение цифровые технологии и процессы, активно использующие компоненты электронного управления, ЭВМ и другое оборудование, в состав которого входят интегральные микросхемы и другие элементы микропроцессорной техники, поэтому этой проблемой в СНГ и России практически никто вплотную не занимался. Этим объясняется отсутствие опубликованных материалов и статистики на эту тему. Поэтому при написании данной работы широко использовалась зарубежная информация, собранная в подкомитетах Международной электротехнической комиссии (МЭК), а также в органах по нормированию и стандартизации Европейского сообщества (СЕНЕЛЕК).

В.1. Обзор научно-технической литературы по вопросам причин возникновения импульсов напряжения

Явление возникновения импульсного напряжения в системах электроснабжения как параметр качества электрической энергии определено ГОСТом 13109-97 с помощью трех характеристик [22].

Импульс напряжения - резкое изменение напряжения в точке электросети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд.

Импульсное напряжение, являющееся показателем качества электроэнергии - это величина, равная максимальному мгновенному значению напряжения в электросети в течение импульса напряжения.

Длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня;

Характеристики импульсного напряжения, отраженные в ГОСТ 13109-97 определяются следующим образом (рис. В.2) [22]:

1). Импульсное напряжение Цикл в вольтах (киловольтах) находят как максимальное значение напряжения при резком его изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).

2). Длительность импульса напряжения по уровню половины его амплитуды 1:ИМпо,5 в микросекундах (миллисекундах) вычисляют по формуле:

0,5 ^к0,5 " ^н0,5 > (В-1) где 1„ 0,5, ^ о,5 - моменты времени, соответствующие пересечению кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса.

Возникновение импульсов напряжения в низковольтных сетях происходит в результате трех типов событий:

• ударов молнии либо непосредственно в какой-либо элемент системы электроснабжения, либо путем косвенного действия, заключающегося в индуктировании импульсных напряжений электромагнитным полем, возникающим при ударе в близлежащие объекты;

• коммутаций на различных уровнях системы электроснабжения: от коммутаций энергосистемой нагрузок или батарей конденсаторов в магистральных и распределительных сетях, до действий конечного пользователя в низковольтных сетях;

• случайных событий в электросети, таких как короткие замыкания и их устранение, при замыканиях между различными системами, например, между силовыми и информационными сетями, а также резонансных явлений.

Грозовые и коммутационные импульсные напряжения, различающиеся природой возникновения и характером воздействия на устройства защиты и электрооборудование потребителя, являются основными видами импульсных напряжений в электросетях.

Грозовые импульсные напряжения, возникающие вследствие разряда молнии в элементы системы электроснабжения, а также информационные, телефонные и телевизионные сети, воздействуют на электрооборудование конечного пользователя посредством нескольких механизмов. По месту приложения удара молнии различают три типа молниеразрядов [16,34]:

1. Прямой разряд молнии в систему электроснабжения, который может произойти либо на первичной стороне распределительного трансформатора, либо на любом элементе распределительной сети низкого напряжения (как воздушной, так и кабельной).

2. "Отраженный" разряд - удар молнии в соседние объекты, который может индуктировать импульсные перенапряжения в низковольтных распределительных сетях посредством создаваемого им мощного электромагнитного поля. Величина напряжений и пиковых токов, возникающих от таких разрядов обычно меньше, чем от прямого разряда, однако частота их появления намного выше.

3. Прямой разряд в систему молниезащиты или в отдельные части здания конечного пользователя (металлоконструкции, водопроводы, трубы отопления и воздуховоды системы кондиционирования, шахты лифтов и т.д.). Такие разряды оказывают действие двух видов: индуктивное, вызванное токами разряда, протекающими в токопроводящих частях здания, и в виде импульса тока разряда молнии от здания в сеть низкого напряжения. В данном случае величина импульсного напряжения, появляющаяся на оборудовании потребителя, будет зависеть от характеристик пути тока, таких, как расстояние и природа сети между точкой удара молнии и оборудованием, применяемое заземление и полное сопротивление заземления, наличие устройств защиты от импульсных напряжений вдоль пути тока, а также разветвленность распределительной сети. Все эти факторы могут варьироваться в широких пределах в зависимости от назначения системы электроснабжения и особенностей местных условий.

Причиной возникновения коммутационных импульсных напряжений могут являться переходные явления, вызванные разного рода коммутациями в электросети: включение, выключение, устранение короткого замыкания и т.д. [17,45]. Внезапное изменение в сети может спровоцировать затухающие колебания с высокими частотами (определенными резонансными частотами сети), до тех пор, пока сеть не застабилизируется в своем новом устойчивом состоянии. Максимальное напряжение определяется главным образом моментом коммутации по отношению к напряжению питающей сети. Наибольшее перенапряжение возникает, когда включение происходит при прохождении максимума синусоидой питающего напряжения.

Величина коммутационных импульсных напряжений зависит от многих параметров: от типа сети, вида коммутационной операции (включение, выключение), характера и величины нагрузок и т.д.

В большинстве случаев максимальное напряжение не превышает двукратной амплитуды напряжения сети, но возможно появление и более высоких значений, особенно при коммутации индуктивных нагрузок (двигатели, трансформаторы, конденсаторы и т.д.). Отключение тока короткого замыкания также может вызывать большие перенапряжения. В этом случае при прерывании тока короткого замыкания, в индуктивных нагрузках запасается высокая энергия, и колебания могут происходить на нагрузочной стороне разомкнутого выключателя или предохранителя.

Частота колебаний в течение коммутаций определяется характеристиками сети и, как и в любом колебательном контуре, существует возможность возникновения резонансных явлений. В этих случаях могут возникать очень большие перенапряжения. Вероятность резонанса с гармониками, имеющими частоту питающей сети обычно низка. Однако, если характеристическая частота коммутируемой части сети близка к одной или более резонансным частотам остальной части сети, то также может возникнуть состояние переходного резонанса.

Необходимо отметить, что подавляющее большинство импульсных напряжений, зафиксированных при проведении измерений в странах ЕЭС и России, имеют коммутационную природу. Подробный анализ результатов статистических измерений импульсных напряжений в ряде европейских стран, а также на российских атомных станциях см. главу 2 и 3 данной работы.

Частота возникновения импульсов напряжения варьируется в широких пределах в зависимости от особенностей конкретной электросети. Прогнозирование частоты появления импульсов всегда сопряжено с большими сложностями, а часто просто невозможно. С уверенностью можно только утверждать, что частота появления тесно связана с величиной импульса, т.е. импульсы с малыми амплитудами возникают гораздо чаще.

Это может быть проиллюстрировано с помощью графика зависимости годовой частоты появления импульсов напряжения от амплитуды импульса, построенного по результатам измерений, проведенных в ряде европейских стран (рис. В.З) [83]. Данная зависимость может быть использована для прогнозирования в пределах трех условных разрядов электросетей, различающихся по степени подверженности воздействию импульсных напряжений: "менее опасные", "более опасные", "особо опасные".

10*

102 10' кг' 10*

0.3 0.5 1 2 5 10 20

Амплитуда импульса, кВ

Рис В.З. Зависимость годовой частоты появления импульсов напряжения от амплитуды импульса для незащищенных сетей

Принадлежность к трем условным разрядам в общих чертах может быть определена следующим образом:

Менее опасные - сети в географических районах с низкой грозовой активностью, с редкими коммуациями нагрузок.

Более опасные - сети в географических районах с высокой грозовой активностью, с частыми и серьезными коммутационными импульсами.

Особо опасные - сети, питающиеся по длинным воздушным линиям, с высоким уровнем напряжения пробоя. *

Необходимо отметить, что импульсное напряжение, возникающее в электросети, может представлять собой либо собственно амплитуду импульса, либо напряжение, ограниченное напряжением пробоя некоего промежутка в сети. Данное различие особенно важно при сравнении наружного и внутреннего электрооборудования. Наружное электрооборудование как правило имеет большие промежутки и как следствие более высокое напряжение пробоя: от ЮкВ до 20кВ. И наоборот, подавляющее большинство внутреннего электрооборудования в сетях 220/380 В, имеет напряжение пробоя 6 кВ. Таким образом, величина 6 кВ может служить границей для большинства импульсов во внутренних электросетях (штриховая линия на рис. В.З). Линия, соответствующая особо опасным электросетям характеризует крайний случай и, по определению, не может ограничиваться напряжением пробоя.

Зависимости, приведенные на рис В.З, характерны для незащищенных сетей, т.е. сетей, в которых хотя и отсутствуют устройства защиты от импульсных напряжений, но амплитудные значения напряжения могут быть ограничены напряжением пробоя.

Наиболее распространенным стандартом в области возникновения и защиты от переходных импульсных напряжений является ANSI/IEEE С62.41-1991, "IEEE Guide for Surge Voltages in Low Voltage AC Power Circuits" [81]. Этот стандарт разработан при участии специалистов института IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) и определяет как переходные условия, в которых может находиться электрооборудование, так и определенные формы волн импульсов, которые могут использоваться при испытаниях оборудования на устойчивость к импульсным напряжениям.

Измерения, проведенные в различных сетях и лабораториях, а также углубленные теоретические исследования показали, что большинство импульсных напряжений в низковольтных сетях внутри помещений имеют колебательную форму волны, в отличие от однонаправленной волны, определенной стандартом для изоляции высоковольтных электроустановок.

Импульс, воздействующий на элементы системы электроснабжения, возбуждает собственные резонансные частоты проводников сети. В результате импульсная волна не только приобретает колебательную форму, но и может иметь разную амплитуду и форму волны на различных участках сети. Частоты колебаний импульсной волны варьируются от 5 до 500 кГц, причем частоты 30100 кГц характерны для типового импульса в большинстве бытовых сетей и сетей промышленного освещения.

Импульсы, зафиксированные в наружных сетях, имели как колебательный, так и однонаправленный характер. Поскольку главной характеристикой импульса является его энергия, то выбранная форма волны должна соответствовать большей энергии, чем для внутренних импульсов.

Выбор формы волны, применяющейся в конкретных условиях для моделирования стандартных импульсов, чрезвычайно важно для правильной конструкции защитных устройств, а также их проверки на соответствие требуемым параметрам защиты.

Для внутренних условий по результатам измерений, проведенных одновременно несколькими независимыми организациями в сетях 120 и 240 В, в качестве типовой была определена круговая волна 0,5мкс-100кГц (Рис В.4). Волна возрастает от 10% до 90% в течение 0,5 мкс, а затем затухает при колебаниях с частотой 100 кГц, причем амплитуда каждого следующего пика составляет 60% предыдущего [82].

Способность противостоять импульсам у многих полупроводников увеличивается если длительность импульса намного меньше микросекунды. По этой причине первая половина цикла испытательной волны должна иметь достаточную длительность.

В соответствии стандартом АШМЕЕЕ С62.41-1991 для внешних условий в качестве типовой рекомендована волна напряжения 1,2x50 мкс и волна тока разряда 8x20 мкс (рис. В.5). В лабораторных условиях тип применяемой волны зависит от цели проводимых испытаний: волна напряжения 1,2x50 используется для испытаний на изоляционную прочность, а волна тока 8x20 -для испытаний на устойчивость к токам разряда.

0.9 Ч, о.1 V

Рис В.4. Круговая импульсная волна 0,5 мкс - 100 кГц V

Т, х 1.67-1.2 |й

Та*1.2в-вм»

Рис В.5. Однонаправленная импульсная волна 1,2x50 мкс, 8x20 мкс

Приведенные формы волн импульсов могут быть получены в лабораторных условиях с помощью стандартных высоковольтных импульсных генераторов.

Согласно стандарту АЬШЛЕЕЕ С62.41-1991, условия развития переходного процесса при воздействии импульсного напряжения являются функцией расстояния защищаемого электрооборудования или устройства защиты от импульсов напряжения от вводно-распределительного щита здания [75,94]. По этому признаку различают три категории:

1. Категория А: бытовые розетки и протяженные распред. сети здания.

2. Категория В: вторичная сторона вводно-распределительного щита здания и непротяженные распределительные сети.

3. Категория С: внешние сети здания и первичная сторона вводно-распределительного щита здания.

В таблице В.1 и на рис. В.6 представлена подробная расшифровка содержания вышеупомянутых категорий размещения электрооборудования.

Табл.В.1

Категории размещения электрооборудования

Категория Электрооборудование

А Электророзетки на расстоянии более 10 м от категории В. Электророзетки на расстоянии более 20 м от категории С.

В Распределительные электрощиты. Системы сборных шин на промышленных предприятиях. Мощные нагрузки на небольшом расстоянии от распред. щита Сети электроосвещения в коммерческих зданиях.

С Воздушная линия от опоры до ввода в здание. Кабель между счетчиком и вводно-распределительной панелью. Воздушные линии к удаленным зданиям. Кабельные линии к насосным агрегатам.

Для двух внутренних категорий размещения электрооборудования в табл. В .2 приведены характеристики волн импульсных напряжений и токов, а также их максимальные амплитуды.

Табл. В.2

Характеристики внутренних категорий размещения электрооборудования

Категория Форма волны импульса Максимальная амплитуда

А 0,5 мкс - 100 кГц 5 кВ, 200А

1,2 х 50 мкс 6 кВ

В 8 х 20 мкс ЗкА

0,5 мкс-100 кГц 6 кВ,500 А

Значения амплитуд, приведенные в таблице В.2, являются максимально возможными и соответствуют линии "особо опасные" на рис. В.З.

Величина тока разряда 3 кА для однонаправленной волны категории В получена из результатов измерений, а также при лабораторном моделировании воздействия молниеразрядов.

Различные уровни токов разряда для круговой волны 0,5 мкс - 100 кГц вызваны увеличением сопротивления источника импульса при переходе из категории В в категорию А. Как видно из таблицы В.2, подводящие провода мало ослабляют импульсное напряжение. Однако, по мере удаления точки приложения импульса от вводного электрощита здания, сопротивление источника импульса увеличивается, что и является причиной существенного уменьшения тока разряда в категории А по сравнению с категорией В.

Электрооборудование категории С в свою очередь подвергается воздействию существенно больших значений напряжений, чем оборудование категории В, поскольку здесь не работает ограничивающий эффект пробоя промежутков. В данной категории могут быть достигнуты напряжения, превышающие по величине 10 кВ, а токи - более 10 кА. Исходя из этого, категорически не рекомендуется установка в категории С незащищенного электрооборудования. В соответствии со стандартом С62.41, в категории С необходима установка защитных устройств, рассчитанных на ЮкА ток разряда.

Таким образом, с помощью экспериментальных измерений, лабораторных исследований и методов математического моделирования установлено, что подавляющее большинство импульсов напряжения, возникающих в сетях бытового, коммерческого и промышленного назначения, номинальным напряжением до 600 В, могут быть описаны двумя основными импульсными волнами: .круговой волной 0,5мкс - 1 ООкГц, и однонаправленной волной напряжения 1,2x50 мкс и тока 8x20 мкс.

Данные импульсные волны давно стали в странах ЕЭС промышленным стандартом для испытаний защитных устройств на способность подавления импульсов напряжения и позволяют заранее оценить эффективность будущей защиты.

Поскольку возникновение импульсных напряжений является серьезной проблемой, последствия которой могут быть выражены в денежном выражении размером ущерба от выхода из строя дорогостоящего оборудования и не менее дорогостоящей информации, то чрезвычайно важным становится вопрос об адекватной защите чувствительного электрооборудования.

Для защиты от импульсов напряжения применяются устройства, принцип действия которых основан на ограничении амплитудного значения импульсного напряжения и на отводе избыточной энергии в землю. Получив опасный импульс, устройство защиты от импульсных напряжений (по-английски surge protective device - SPD) заземляет входную точку защищаемого оборудования, направляя энергию импульса по пути с наименьшим сопротивлением в землю, где он и поглощается.

Выбор требуемой конструкции устройства защиты от импульсных напряжений является важной задачей, поскольку сама природа события не позволяет предсказать заранее размер предполагаемого импульса: он может иметь широкий диапазон амплитуды, длительности и энергии.

Преимущества и недостатки основных устройств и методов защиты электрооборудования см. 4 главу данной работы.

Следует заметить, что основным элементом любой защиты от импульсных напряжений является хорошее заземление, поскольку очень часто чувствительное оборудование подвергается воздействию импульсов не столько из-за отсутствия защищающего устройства, сколько вследствие плохо выполненного заземления.

Проведенный анализ существующей проблемы позволил сделать следующий вывод. Разрушающее воздействие, оказываемое импульсными напряжениями на чувствительные электронные компоненты электрооборудования, при неуклонно увеличивающемся числе таких потребителей, вызывает необходимость более детального изучения природы данного явления, а также создания адекватной защиты особо чувствительного к воздействию импульсных напряжений низковольтного электрооборудования.

В.2. Выбор и обоснование темы и общая характеристика диссертационной работы.

Диссертация как квалификационная работа должна обладать рядом формальных характеристик, которые в обобщенном виде приведены ниже.

Актуальность темы. Импульсные напряжения, возникающие в системах электроснабжения различного напряжения и назначения, являются довольно частым явлением и характерны как для крупных промышленных предприятий, так и для жилых и коммерческих объектов.

В настоящее время происходит глобальная компьютеризация всех без исключения сторон человеческой жизни, что неуклонно повышает долю чувствительных и особо чувствительных к импульсным напряжениям элементов среди всего электрооборудования систем электроснабжения. К ним относятся в первую очередь потребители, имеющие в своем составе элементы микропроцессорной техники и компьютеры управления различными технологическими процессами.

Однако, в нашей стране гораздо позже, чем за рубежом получили широкое распространение цифровые технологии и процессы, активно использующие компоненты электронного управления, поэтому этой проблемой в СНГ и России практически никто вплотную не занимался. Следовательно, задачу исследования причин возникновения и анализ методов и средств ограничения воздействия импульсных напряжений на электрооборудование потребителя следует признать актуальной.

Основная цель диссертации состоит в анализе: причин возникновения импульсных напряжений в системах электроснабжения; экспериментальной статистики распределений импульсных напряжений по их основным параметрам; методов и средств эффективной защиты электрооборудования от их воздействия.

Достижение конечной цели диссертации осуществлялось путем последовательного решения следующих задач:

• Теоретические исследования причин возникновения импульсных напряжений и их проникновения в системы электроснабжения до 1 кВ.

• Экспериментальные исследования и анализ импульсных напряжений в системах управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС.

• Анализ результатов автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в странах ЕЭС, изучение мировой практики в области методов и средств защиты чувствительного низковольтного оборудования от воздействия импульсных напряжений.

• Исследование и анализ устройств и способов защиты от импульсных напряжений, сравнение их технико-эксплуатационных и экономических характеристик.

• Изучение современного состояния проблемы защиты низковольтного электрооборудования в современных российских условиях.

На защиту выносится:

Классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсных напряжений на оборудовании.

Экспериментальные исследования импульсных напряжений на разных уровнях систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов и их распределения по различным параметрам.

Результаты анализа автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения, проведенные в странах ЕЭС.

Классификация различных методов и средств защиты низковольтного чувствительного электрооборудования, широко применяющиеся в мировой практике, их принцип действия, технико-эксплуатационные характеристики, экономическая целесообразность установки с точки зрения потребителя.

Оценка способов и устройств защиты от импульсных напряжений в электросетях с точки зрения повышения надежности функционирования особо чувствительного к воздействию импульсных напряжений низковольтного электрооборудования.

Научная новизна положений, выводов и заключений диссертации состоит в следующем:

Выявлены закономерности распределений по частоте появления и параметрам импульсных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий, офисных, бытовых и лабораторных помещений.

Выполнены экспериментальные исследования и выявлены закономерности в появлении импульсных напряжений в системах питания аппаратуры и системах управления и защиты реакторов РБМК-1000 и РБМК-1500 атомных станций. Проведен подробный анализ методов и средств защиты чувствительного электрического и электронного оборудования, имеющихся в распоряжении на сегодняшний день, произведено сравнение их технико-эксплуатационных, экономических и потребительских характеристик.

Практическая значимость работы:

Диссертация является одним из первых российских исследований актуальной в настоящее время комплексной проблемы по одному из показателей качества электроэнергии - импульсным напряжениям, возникающим в низковольтных электрических сетях различного назначения.

По результатам подробного изучения зарубежной и отечественной статистической и общетеоретической по причинам возникновения, характеру распространения и параметрам импульсных напряжений произведена классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и дано краткое описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсов на электрооборудовании.

По результатам измерений, проведенных в цепях систем управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС, а также автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения стран ЕЭС выявлено, что амплитудное распределение числа импульсных напряжений обратно пропорционально третьей степени амплитуды ит импульса.

Проведенные исследования показали, что для промышленных предприятий характерно появление свыше десятка импульсов в час, для зданий и сооружений коммерческого назначения - несколько импульсов в час, а для бытовых помещений - до одного импульса в

25 час. Полученные величины наглядно характеризуют необходимость защиты от импульсных напряжений как для крупных промышленных предприятий, использующих системы управления технологическими процессами, так и для бытовой микропроцессорной техники.

Публикация и апробация результатов диссертационной работы.

Научные и практические результаты работы отражены в пяти публикациях в научно-технических журналах и материалах конференций.

Результаты работы докладывались на трех научно-технических семинарах, совещаниях, конференциях (Новомосковск, Новочеркасск, Оренбург).

Полностью работа докладывалась на кафедре электроснабжения промышленных предприятий МЭИ в феврале 2000 года.

4.7. Выводы по главе 4.

По результатам анализа различных методов и средств защиты от импульсных напряжений в системах электроснабжения низкого напряжения можно сделать следующие выводы:

1. Проведена классификация основных методов и средств защиты чувствительного низковольтного электрооборудования, широко применяющиеся в мировой практике, их принцип действия и технико-эксплуатационные характеристики.

2. Проведено исследование характеристик компонентов устройств защиты от импульсных напряжений, их оценка с точки зрения обеспечения требуемой надежности защиты. Особое внимание было уделено металлооксидным варисторам, как наиболее дешевым и распространенным компонентам устройств защиты от импульсных напряжений.

3. Детально рассмотрена наиболее надежная комплексная система защиты чувствительного бытового электрооборудования от импульсных напряжений на примере распространенной практики защиты частных зданий и сооружений в США. Многократно апробированные принципиальные схемные решения с практической точки зрения чрезвычайно полезны для российского потребителя.

4. Рассмотрена проблема защиты оборудования от импульсных напряжений в современных российских условиях. Результаты испытаний различных устройств защиты, проведенные ведущими российскими институтами, показывают, что устройства защиты от импульсных напряжений, имеющиеся на сегодняшний день в распоряжении российского пользователя, позволяют сделать выбор в пользу отечественного производителя защитных устройств, поскольку

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации были подробно рассмотрены вопросы, связанные с возникновением и распространением импульсных напряжений в системах электроснабжения до 1 кВ различного назначения, а также защитой чувствительного электрического и электронного оборудования от импульсных напряжений.

Проведенные в работе теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Диссертация является одним из первых российских исследований актуальной в настоящее время комплексной проблемы по одному из показателей качества электроэнергии - импульсным напряжениям, возникающим в низковольтных электрических сетях различного назначения.

2. По результатам подробного изучения зарубежной и отечественной статистической и общетеоретической по причинам возникновения, характеру распространения и параметрам импульсных напряжений произведена классификация импульсных напряжений по природе их возникновения и дано краткое описание механизмов, приводящих к появлению каждого вида импульсов на электрооборудовании.

3. По результатам измерений, проведенных в цепях систем управления и защиты 3-го энергоблока Смоленской АЭС, а также автоматизированных экспериментальных исследований импульсных напряжений в низковольтных сетях различного назначения стран ЕЭС выявлено, что амплитудное распределение числа импульсных напряжений обратно пропорционально третьей степени амплитуды ит импульса.

4. Проведенные исследования показали, что для промышленных предприятий характерно появление свыше десятка импульсов в час,

117 для зданий и сооружений коммерческого назначения - несколько импульсов в час, а для бытовых помещений - до одного импульса в час. Полученные величины наглядно характеризуют необходимость защиты от импульсных напряжений как для крупных промышленных предприятий, использующих системы управления технологическими процессами, так и для бытовой микропроцессорной техники.

5. Проведен обзор и классификация основных методов и средств защиты чувствительного электрического и электронного низковольтного оборудования от импульсных напряжений, широко применяющиеся в мировой практике на сегодняшний день, произведено сравнение их технико-эксплуатационных и экономических характеристик.

6. Рассмотрена проблема защиты оборудования от импульсных напряжений в современных российских условиях. Анализ результатов испытаний различных устройств защиты от импульсных напряжений показывает, что технические средства, имеющиеся на сегодняшний день в распоряжении российского пользователя, позволяют сделать выбор в пользу отечественного производителя защитных устройств, не уступающим по своим техническим характеристикам зарубежным аналогам.

1. Анализ опыта эксплуатации атомных станций. Разработка рекомендаций и мероприятий по повышению надежности, безопасности и устойчивости АЭС. -М.: ВНИИАЭС НПО "Энергия" 1990. - 180 с.

2. Ашнер A.M. Получение и измерение импульсных высоких напряжений: Пер. с нем. М.: Энергия. - 1979. - 120 с.

3. Барзам А.Б. Системная автоматика. М.: Энергоатомиздат. - 1989. - 352 с.

4. Борисов В.П., Вагин Г.Я. Электроснабжение электротехнологических установок. Киев: Наукова думка. - 1985. - 224 с.

5. Боровиков В.А., Косарев В.К., Ходот Г.А. Электрические сети и системы. -М.: Госэнергоиздат. 1963. - 460 с.

6. Бургсдорф В.В., Якобе А.И. Заземляющие устройства электроустановок. -М.: Энергоатомиздат. 1987. - 340 с.

7. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия. - 1983. - 468 с.

8. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа. - 1978. - 260 с.

9. Веников В.А., Строев В.А. Электрические системы и электрические сети. -М.: Высшая школа. 1998. - 512 с.

10. Гамазин С.И., Буре И.Г. Промышленное электроснабжение. М.: Издательство МЭИ. - 1987. - 164 с.

11. П.Гамазин С.И., Понаровкин Д.Б., Родина Л.С. Проектирование и расчеты режимов систем промышленного электроснабжения. М.: Издательство МЭИ. - 1988. - 144 с.

12. Гамазин С.И., Понаровкин ДБ., Цырук С.А. Переходные процессы в электродвигательной нагрузке систем промышленного электроснабжения. -М.: Издательство МЭИ. 1991. - 352 с.

13. Гамазин С.И., Семичевский П.И. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения с электродвигательной нагрузкой. М.: Издательство МЭИ. 1985. - 246 с.

14. Гамазин С.И., Ставцев В.А., Цырук С.А. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. М.: Издательство МЭИ. - 1997. - 424 с.

15. Гамазин С.И., Цырук С.А., Буре И.Г. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения. М.: Изд-во МЭИ. - 1988. - 342 с.

16. Гамазин С.И., Цырук С.А., Зинчук Д.Е. Грозовые импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях. // Промышленная энергетика. -2000.-№2.-с.26-31.

17. Гамазин С.И., Цырук С .А., Зинчук Д.Е. Коммутационные импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях. // Промышленная энергетика. 2000. - №3. - с.21-28.

18. Гамазин С.И., Цырук С .А., Понаровкин Д.Б. Автоматизация расчетно-экспериментальных исследований переходных процессов, обусловленных электродвигательной нагрузкой. // Промышленная энергетика. 1995. - №7. -с. 15-20.

19. Гамазин С.И., Цырук С.А., Понаровкин Д.Б. Переходные процессы в системах элетроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. М.: Издательство МЭИ. - 1995. - 352 с.

20. Горев A.A. Переходные процессы в синхронных машинах. Л.: Наука. -1985.-324 с.

21. Городецкий Г.М. Расчет электрических сетей. Киев: Государственное издательство технической литературы. -1953.-364 с.

22. ГОСТ 13109-97 Качество электрической энергии. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск.: Изд-во

23. Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации. 1997. - 62 с.

24. Гурвич И.С. Защита ЭВМ от внешних помех. М.: Энергоатомиздат. -1984. -143 с.

25. Добрынин А. Источники бесперебойного питания UPS. Hard'n'Soft. - 1995. -№9.-120 с.

26. Долгинов А.И. Перенапряжения в электрических системах. М.: Госэнергоиздат. - 1962. - 512 с.

27. Ермилов A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат. 1983. -412 с.

28. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат. - 1986. - 168 с.

29. Жежеленко И.В., Рабинович M.JL, Божко В.М. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. Киев: Техника. - 1981. - 160 с.

30. Жежеленко И.В., Шиманский О.Б. Электромагнитные помехи в сетях промышленных предприятий. Киев: Вища школа. - 1986. - 119 с.

31. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат. - 1989. - 344 с.

32. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электрической энергии. М.: Энергоатомиздат. - 1985. - 286 с.

33. Жохов Б.Д. Особенности электроснабжения технических средств вычислительных сетей // Промышленная энергетика 1995. - №4. - с. 21-24.

34. Зинчук Д.Е. Импульсные напряжения в системах электроснабжения низкого напряжения. // Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование:

35. Тез. докл. научно-технической конференции. Новомосковск. - 1998. -с.104-106.

36. Зинчук Д.Е. Устройства защиты от импульсных напряжений в сети. // Кибернетика электрических систем: Тез. докл. научно-технического семинара. Новочеркасск. - 1999. - с.34-35.

37. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатом-издат. - 1987. 336 с.

38. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатом-издат,- 1987.-310 с.

39. Иерусалимов М.Е., Орлов H.H. Техника высоких напряжений. Киев.: Издательство Киевского университета. - 1967. - 444 с.

40. Исследования в области применения ограничителей перенапряжений. Сборник научных трудов НИИПТ. Л.: Энергоиздат. - 1981, с. 31-38.

41. Каганов И.Л. Промышленная электроника. М.: Высшая школа. - 1968. -376 с.

42. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.: Издательство АН СССР. - 1962. - 186 с.

43. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. Л.: Энергоиздат. - 1981. - 288 с.

44. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Энергоатомиздат. - 254 с.

45. Костенко М.В. Перенапряжения и защита от них. Часть 1. Общая характеристика перенапряжений и координация изоляции. Л.: Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина. 1967. - 87 с.

46. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Коммутационные перенапряжения. // Итоги науки и техники. Электрические станции и сети. М.: Издательство ВИНИТИ. - 1990. - Том 16. - 116 с.

47. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энерго-атомиздат. - 1995. - 416 с.

48. Левин М.С., Мурадян А.Е., Сырых H.H. Качество электроэнергии в сетях сельских районов. М.: Энергия. - 1975. - 224 с.

49. Линдорф Л.С. Повышение надежности работы синхронных двигателей. -М.: Госэнергоиздат. 1960. - 440 с.

50. Маркович И.М. Режимы электрических систем. М.: Энергия. - 1969. 386 с.

51. Мельников H.A. Электрические сети и системы. М.: Энергия. - 1975. -463 с.

52. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия. - 1973. - 442 с.

53. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. М.: Энергоатомиздат. - 1989. - 608 с.

54. Перенапряжения и координация изоляции. Под. ред. Лоханина A.K. М.: Энергоиздат. - 1982. - с.52-56.

55. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения с электромеханической нагрузкой / Гамазин С.И., Пупин В.М., Хомутов А.П. и др. // Промышленная энергетика. 1988. - №5. - с. 32-38.

56. Повышение качества электрической энергии / Сборник научных трудов ИЭД АН СССР. Киев: Наукова думка. - 1983. - 196 с.

57. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. -М.: Высшая школа. 1975. - 160 с.

58. Правила устройства электроустановок. М.: Главэнергонадзор России. -1998.-608 с.

59. Программа испытаний системы СУЗ реакторов РБМК при воздействии внешних электромагнитных помех. М.: ВНИИАЭС. - 1990. -61 с.

60. Радченко В.Д. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М.: Траснпорт. 1975. - 360 с.

61. Рогов JI.Д., Файбисович В.А. Повышение надежности электроснабжения предприятий с непрерывным технологическим процессом. // Промышленная энергетика. 1976. - №2. - с. 15-18.

62. Рюденберг Р. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок. JL: Энергия. - 1981. -273 с.

63. Слодарж М.Н. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей. М.: Энергия. - 1977. - 452 с.

64. Справочник по электроснабжению в промышленности. Под ред. Минина Г.И. иКопытова Ю.В. М.: Энергия. - 1978. - 496 с.

65. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию / Под. ред. Федорова А. А. -М.: Энергоатомиздат. 1986. -Т1.Электроснабжение. - 534 с.

66. Техника высоких напряжений. Под. ред. Костенко М.В. М.: Высшая школа. - 1973. - 528 с.

67. Трещев И.И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия. 1980. - 364 с.

68. Уинн Л. Рош. Устройства бесперебойного питания для вычислительных сетей // PC Magazine/Russian edition. 1994. - №2. - с. 35-49.

69. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.: Энергия. - 1970. - 346 с.

70. Федоров А.А., Каменев В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия. - 1979. - 408 с.

71. Федоров А.А., Попов Ю.П. Эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат. 1986. -415 с.

72. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. М.: Государственное энергетическое издательство. - 1952. - 480 с.

73. Шидловский А.К., Гринберг И.П., Железко Ю.С. Контроль качества электроэнергии и требования к средствам измерения // Электричество. -1982.-№12.-с 22-28.

74. Эдельман В.И. Надежность технических систем: экономическая оценка. -М.: Экономика. 1989.-293 с.

75. Электрические системы и сети / Буслова Н.В., Винославский В.Н., Денисенко Г.И., Перхач B.C. Киев: Вища школа. - 1986. - 530 с.

76. Boyd Michael. Powering and Protecting the Modern Facility. Current Technology Inc. - Power Quality Assurance. - 1998. - 13 p.

77. Champiot Gerard, Agostini Jean Claude. Electromagnetic environment in a PWR Power Plant. Direction des etudes et recherches electricite de France chatou. -1987, pp. 113-145.

78. Cirillo I., Prussel M. Electromagnetic compatibility in nuclear power plants. -IEEE Transactions on Nuclear Science. Vol.33, No.l. - February, 1986, pp. 3139.

79. Clark O. Melville. Transient Susceptibility: Your Computer's Achilles Heel Power Quality. USA Official Proceedings of the First International Power Quality Conference October 15-20,1989. pp. 197-201.

80. Cohan Richard L., United States Practices to Protect People and Equipment Against Lightning. Power Quality Assurance Magazine. - September 1997.

81. Domijan A., Heydt G.T., Meliopoulos A.P.S., Venkata S.S., West S. Directions of Research on Electric Power Quality. // IEEE Transactions on Power Delivery. January 1993. - Vol.8, № 1 - pp. 165-172.

82. General Basic Information Regarding Surge Overvoltages and Surge Protection. Draft Technical Report. - IEC - February 1996. - 77 p.

83. Goedbloed Jasper J. Transients in Low-Voltage Supply Networks. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, №2 - May 1987.

84. Goedbloed Jasper J. Transients in Low-Voltage Supply Networks. // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1987. - vol. emc-29. no 2. -pp. 19-30.

85. Goldbach William. Lightning: Some of the Physics and Effects. Advanced Protection Technologies. Clearwater. Florida. January 2, 1996. - pp. 1-3.

86. Laidley Wendell H., Harford J. Rudy. Powerline Surge Suppresion: Why You Want (and Need) More Than MOV'S. Power Quality. USA Official Proceedings of the First International Power Quality Conference October 15-20, 1989. - pp. 270-281.

87. Lawrence L.A.I., Fowler E.P. A UK Approach to the Design Implementation and Testing of Selfdiagnostic Scram Systems. Conference Nucl. React. Systems. Paris. - 1987. - pp. 374-385.

88. Malcom G. Microprocessor Control of Energy Demand. Electrical India. -1982. - v.21,7. - pp. 7-10.

89. Martzloff Francois D., Lai Jih-Sheng. Cascading Surge-Protective Devices: Options for Effective Implementations. 1EC. - 1992. - pp. 1-7.

90. Mauro George. Transient Voltage Surge Suppressors Does the zap stop here. -Underwriters Laboratories Inc., 1996.

91. Mehta H., Tahiliani V.H. Custom Power: An Opportunity for Energy Conservation. EPRI. - 1992. - pp. 1-6.

92. Millbank P. Step Foward for Load Management. Elecrical Review. - 1982. -v.211,7 - pp. 14-15.

93. Oughton George. Power Converter Survives High-Energy, Low-Frequency Surges. Exide Electronics Group Inc. - PCIM online, pp. 1-2.

94. Oughton George. The Need for Rugged Power Protection. Exide Electronics Group Inc. - 1995. - pp. 1-5.

95. Surge Protective Devices Connected to Low-Voltage Power Distribution Systems. Draft. IEC. - March 1995. - 73 p.

96. World's First FlyweelUPS. // Asean. Elec. V.3,1985. - №1. -pp. 35.42.

97. Цапенко Е.Ф. Причиной пожаров в зданиях могут быть перенапряжения в сетях 0,4 кВ. // Промышленная энергетика. 2000. - №1. - с. 34-35.