Повышение эффективности функционирования электротехнических устройств защиты систем электроснабжения от перенапряжений

Объект исследования - внешние, наведенные и высокочастотные внутренние перенапряжения, преобразование импульсной энергии высокой мощности, защита элементов систем электроснабжения. Цель исследования - уменьшение воздействия внешних и внутренних перенапряжений на элементы системы электроснабжения посредством дополнительной защиты ее элементов от прямого удара молнии, высокочастотных внутренних и наведенных перенапряжений. Результаты работы основаны на теоретических исследованиях, подтвержденных лабораторными экспериментами с использованием лазера CLS-N1-360, измерителя электрического поля ИЭП-05, генератора импульсов ГЗ-112, усилителя ГЗ-112/1, осциллографа С1-93, а также при расчетах, выполненных на ЭВМ с помощью программных пакетов Matlab Simulink, Mathcad. Разработано устройство отбора атмосферного электричества и защиты объектов от удара молнии, отличающееся определением области грозового облака с наибольшей вероятностью развития разряда молнии, его инициированием на молниеприемник, последующим преобразованием в растянутые по времени затухающие гармонические колебания. Разработан способ определения модуля напряженности электрического поля грозового облака, позволяющий прогнозировать вероятностную область зарождения разряда молнии и ориентировать направление инициирующего излучения, отличающийся тем, что основан на эффекте изменения поляризации светового излучения при отражении его от области грозового облака, находящегося под напряженностью электрического поля. Разработан способ преобразования энергии молнии, позволяющий перейти от короткого импульса разряда к затухающим гармоническим колебаниям и последующем использовании их для питания электроприемников, отличающийся использованием параллельных колебательных контуров, настроенных на различные резонансные частоты, с включением их по уровню мощности разряда и снижением их взаимного влияния посредством пассивных электрических фильтров. Разработано устройство ограничения перенапряжения, защищающее линии электропередач от воздействия высокочастотных внутренних и наведенных перенапряжений, отличающееся совместным использованием нелинейного резистора и колебательного контура, а также наличием источника электродвижущей силы при срабатывании устройства на перенапряжение. Создана методика оценки надежности функционирования системы электроснабжения при наличии устройства отбора атмосферного электричества и защиты объектов от удара молнии, устройства ограничения перенапряжения, отличающаяся установлением требуемого уровня защиты от внешних и внутренних перенапряжений, с учетом влияния разработанных устройств. Результаты исследования внедрены на производстве в ООО «Электромонтаж» с ожидаемым экономическим эффектом 970 тыс. руб. в год, а также в учебный процесс Липецкого государственного технического университета. Область применения: для предприятий и организаций, имеющих электротехническое оборудование, требующих особых условий защиты от внешних и внутренних перенапряжений.