Оценить устойчивость работы энергоблока ГРЭС к воздействию электромагнитного импульса. ГРЭС расположена на расстоянии R = 4,4 км от вероятностного центра взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q = 200 кг, взрыв наземный

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8986

Оценить устойчивость работы энергоблока ГРЭС к воздействию электромагнитного импульса. ГРЭС расположена на расстоянии R = 4,4 км от вероятностного центра взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q = 200 кг, взрыв наземный.

Элементы системы:

Питание электродвигателей энергоблока (запитаны от распредустройства собственных нужд) напряжением 380 В и 6000 В по поземным неэкранированным кабелям длиной l = 100 м. кабели имеют вертикальное отклонение к электродвигателям высотой 1,5 м. допустимые колебания напряжения ±5%, коэффициент экранирования кабелей η = 2.
Система автоматического управления энергоблоком состоит из устройства ввода, ЭВМ, блока управления исполнительными органами, разводящей сети управления исполнительными агрегатами.
Устройства ввода, ЭВМ, блока управления выполнены на микросхемах, имеющих токопроводящие элементы высотой 0,05 м. рабочее напряжение микросхем 5 В. Питание – от общей сети напряжением 220 В через трансформатор.
Допустимые колебания напряжения ±5%. Разводящая сеть управления имеет горизонтальную линию l = 50 м и вертикальные ответвления высотой 2 м к блокам управления. Рабочее напряжение 220 В. Допустимые колебания напряжения ±5%. Коэффициент экранирования разводящей сети η = 2.
Решение:

Рассчитаем ожидаемые на ГРЭС максимальные значения вертикальной Ев и горизонтальной Ег составляющих напряженности электрического поля, В/м,
Ев =,

Ев = = 1950 B/м,

Ег =,

Ег = = 3,9 В/м.

Где R – расстояние от эпицентра взрыва до объекта, км;

q – мощность ядерного боеприпаса, кг.

2.Определим максимальные ожидаемые напряжения наводок, В,

в кабелях, питающих электродвигатели.
Uв =,

Uг =,

Где l – расстояние по горизонтали или по вертикали, м;

η – коэффициент экранирования кабелей.

Uв = = 2.9 В,

Uг = = 1462.5 В,

для разводящей сети управления
Uв = = 1950 В,

Uг = = 195 В,

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
Uв = = 48.75 В.

3. Определим допустимые максимальные напряжения сети UA, B,

в кабелях, питающих электродвигателей
UA = U + U × (±8%)

UA1 = 380 + 380 × 8 / 100 = 410.4B

UA2 = 6000 + 6000 × 8 / 100 = 6480B

для разводящей сети управления
UA3 = 220 + 220 × 8 / 100 = 237.6 B

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
UA4 = 5 + 5 × 8 / 100 = 5.4B

4. Рассчитаем коэффициент безопасности для каждого элемента системы, дБ,

в кабелях, питающих электродвигатели
K = < 40дБ

K = = -13.4 < 40дБ

K = = 10 < 40дБ

для разводящей сети управления
K = = -18 < 40дБ

в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления
K = = -17,2 < 40дБ

5. Полученные данные сведем в таблицу 2

Таблица 2

Результаты оценки устойчивости энергоблока ГРЭС и воздействию ЭМИ

Элементы системы

Допустимые напряжения сети UA, B

Напряженность электрических полей, В/м

Наводимые напряжения в токопроводящий элементах, В

Результаты воздействия

Ев

Ег

Uв

Uг

Электроснабжение электродвигателей

Устройство ввода, ЭВМ, блок питания

Разводящая сеть управления

410,4

6480





5,4







237,6

1950

1950





3,9







1950

3,9

3,9





3,9







3,9

1950

195





48,75







1950

3,9

3,9





-







195

Может выйти из строя



Может выйти из строя



Может выйти из строя

Примечание: результаты воздействия – возможен выход из строя от вертикальной составляющей электрического поля.

6. Вывод: 1 наиболее уязвимые элементы энергоблока – устройства ввода, ЭВМ, блок управления

2 энергоблок неустойчив к воздействию ЭМИ:

предложение по повышению устойчивости эенргоблока:

кабели питания электродвиготелей на 380В поместить в металлические трубы, на вводах к двигателям установить разрядники;
разводящую сеть управления и кабели ввода информации от датчиков проложить в стальных заземленных трубах;
устройство ввода, ЭВМ, блок управления разместить в металлических пассивных экранах с коэффициентом безопасности > 40дБ;
на вводах ЭВМ, блока управления установить быстродействующие отключающие электронные устройства.