Задача 5

Оценить устойчивость работы энергоблока ГРЭС к воздействию электромагнитного импульса (ЭМИ). ГРЭС расположена на расстоянии R =5,2 км от вероятного центра взрыва. Ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q =1000 кт, взрыв наземный.

Элементы системы:

1. Питание электродвигателей энергоблока (запитаны от распредустройства собственных нужд) напряжением 380 В и 6000 В по подземным неэкранированным кабелям длиной l =100 м. Кабели имеют вертикальное отклонение к электродвигателям высотой 1,5 м. Допустимые колебания напряжения ±15%, коэффициент экранирования кабелей η =2.

2. Система автоматического управления энергоблоком состоит из устройства ввода, ЭВМ, блока управления исполнительными органами, разводящей сети управления исполнительными агрегатами.

3. 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.

4. Допустимые колебания напряжения ±15%. 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 ±15%. Коэффициент экранирования разводящей сети η =2 (№ варианта см. табл. 5, прил. 1).

Решение

1. Рассчитаем ожидаемые на ГРЭС максимальные значения вертикальной Е_в и горизонтальной Е_г составляющих напряженности электрического поля, В/м,

где R – расстояние от центра взрыва до объекта, км;

q – мощность ядерного боеприпаса, кт.

2. Определим максимальные ожидаемые напряжения наводок, В,

· в кабелях, питающих электродвигатели.

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

η – коэффициент экранирования кабелей.

· для разводящей сети управления.

· в устройстве ввода, ЭВМ, блока управления.

3. Определим допустимые максимальные напряжения сети U_A, В,

· в кабелях питания электродвигателей.

· в разводящей сети управления.

· в устройстве ввода, ЭВМ, блоке управления.

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

· в кабелях питания электродвигателей.

· в разводящей сети управления.

· в устройстве ввода, ЭВМ, блоке управления.

5. Полученные данные сведем в табл. 2.

Таблица 2

Результаты оценки устойчивости энергоблока ГРЭС к воздействию ЭМИ

Элементы системы	Допус-тимые напря-жения сети , В	Напряжен-ность электрических полей, В/м	Наводимые напряжения в токопрово-дящих элементах, В	Результаты воздействия
Электроснабжение электродвигателей Устройство ввода, ЭВМ, блок управления Разводящая сеть управления исполнительными агрегатами	5,75		3,4 3,4 3,4 3,4	42,2	-	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. Сделаем вывод:

1. Наиболее уязвимые элементы энергоблока – устройство ввода, ЭВМ, блок управления.

2. Энергоблок неустойчив к воздействию ЭМИ:

Предложения по повышению устойчивости энергоблока:

- кабели питания электродвигателей на 380 В 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 >40 дБ;

- на вводах ЭВМ, блока управления установить быстродействующие отключающие электронные устройства.