Меры и средства защиты от перенапряжений подразделяются на организационные и технические. Организационные меры защиты, в свою очередь, включают системные и оптимизационные, технические меры и средства защиты - превентивные и коммутационные [62].
Системные меры, строго говоря, не являются специальными мерами защиты от перенапряжений. Однако сооружение параллельных линий и расширение резервов оборудования, установка синхронных компенсаторов и шунтирующих реакторов и другие мероприятия дают возможность предотвратить или существенно уменьшить вероятность развития системной аварии, приводящей к наибольшему ущербу. Эти меры ограничивают также повышение рабочего напряжения сверх допустимого.
Оптимизационные меры также не являются специальными мерами защиты от перенапряжений в узком смысле слова. Как следует из названия, они предполагают разработку и выбор на стадии проектирования, а также реализацию в условиях эксплуатации оптимальной стратегии ведения режима работы сети, производства коммутаций и ликвидацию отрицательных последствий воздействия перенапряжений. К их числу следует отнести АПВ, селективную релейную защиту сети, автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов, своевременную и тщательную профилактику изоляции и ремонт оборудования.
Превентивные меры защиты оказывают постоянное влияние на сеть. Их назначение - предотвратить возникновение перенапряжений или способствовать ограничению их величины. Благоприятное действие превентивных мер защиты проявляется на протяжении всего переходного процесса. К таким мерам можно отнести, в частности, применение выключателей, работа которых не вызывает появления больших перенапряжений (например, выключателей без опасных повторных зажиганий дуги между контактами и с шунтирующими сопротивлениями), грозозащитных тросов, заземление опор на линиях, емкостную защиту изоляции обмоток трансформаторов, заземление нейтрали трансформаторов через дугогасящие реакторы.
Коммутационные средства защиты от перенапряжений, как правило, содержат в себе коммутирующие элементы, например, искровые промежутки. Они срабатывают, когда перенапряжение в точке их установки превысит некоторую критическую величину. Это приводит к изменению схемы или параметров сети. Перенапряжение на изоляции ограничивается до допустимых пределов, а вероятность возникновения перенапряжений высокой кратности существенно уменьшается. К коммутационным средствам защиты можно отнести также и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). В этих аппаратах отсутствуют искровые промежутки и высоконелинейные резисторы подключены к сети постоянно. Однако при повышении напряжения на ОПН сверх наибольшего рабочего, резко уменьшается их сопротивление, что эквивалентно срабатыванию искровых промежутков.
Как отмечалось, меры защиты от перенапряжений могут быть направлены на уменьшение последствий перекрытия или пробоя изоляции. Однако, главное значение имеют мероприятия предусматривающие снижение уровня перенапряжений и, тем самым, вероятность пробоя или перекрытия изоляции. В ряде случаев, эти меры снижают вынужденную составляющую перенапряжений на изоляции. К ним можно отнести применение шунтирующих реакторов, синхронных компенсаторов и батарей продольной компенсации, секционирование длинных линий, применение регуляторов сильного действия. Снижение вынужденной составляющей напряжения при коммутационных перенапряжениях обеспечивается также глухим заземлением нейтрали в сетях 110 кВ и выше, установкой пониженных коэффициентов трансформации трансформаторов перед оперативными коммутациями линий, ограничением минимальной мощности питающей системы, а также программированием оптимальной очередности действия релейной защиты при аварийных включениях и отключениях линий.
В то же время, ряд мер и средств защиты предназначены для ограничения переходной составляющей коммутационных перенапряжений. К ним относятся меры, обеспечивающие более благоприятные начальные условия коммутаций (например, снижение начального заряда при включении в цикле АПВ на линиях с установленными измерительными трансформаторами напряжения или выключателями с шунтирующими сопротивлениями), коммутации линии выключателями при оптимальной фазе э. д. с. Заземление нейтрали через дугогасящий реактор снижает вероятность возникновения дуговых перенапряжений. Демпферные обмотки в генераторах предотвращают возможность появления опасных перенапряжений на высших гармониках при несимметричных к. з. на линиях.
Для защиты оборудования от прямых ударов молнии применяются молниеотводы на подстанциях и грозозащитные тросы на линиях. Уменьшение вероятности опасных грозовых перенапряжений при ударах молнии в молниеотводы и другие заземленные элементы линий и подстанций достигается соединением их с землей при обеспечении достаточно малого импульсного сопротивления заземления. Защита изоляции от волн, набегающих по линиям, осуществляется с помощью разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений.
