Электромагнитная совместимость технических средств

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Реферат на тему:

Методы и средства определения электромагнитной обстановки Выполнил Хайлов, А С.

Проверил Борисов Р.К.

Москва 2013 г.

1. Общее положение

2. Основные этапы проведения работ по определению электромагнитной обстановки

3. Исходные данные и состав работ по определению ЭМО на объекте

4. Воздействие на кабели систем релейной защиты и технологического управления токов и напряжения промышленной частоты

5. Импульсные помехи, обусловленные переходными процессами в цепях высокого напряжения при коммутациях и коротких замыканиях

6. Электромагнитные поля радочастотного диапазона

7. Разряды статического электричества

8. Магнитные поля промышленной частоты

9. Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания низкого напряжения

10. Импульсные магнитные поля

11. Сравнение полученных значений с допустимыми уровнями Список литературы

Введение

Современная аппаратура РЗА, АСУ ТП, АСКУЭ и связи, основанная на микроэлектронных и микропроцессорных элементах, имеет широкие функциональные возможности, обеспечивает простоту и гибкость настройки, и обладает рядом других преимуществ. При этом устойчивость к электромагнитным помехам такой аппаратуры, как правило, ниже, чем, например, у традиционных электромеханических устройств РЗА. Электрические процессы в высоковольтном оборудовании на электрических станциях (ЭС) и подстанциях (ПС) являются источниками мощных электромагнитных помех. Кроме того, опасные помехи генерируются при молниевых разрядах, работе радиосредств, электростатических разрядах и т. п. Совокупность уровней помех, характерных для любой конкретной ЭС (ПС), называется электромагнитной обстановкой (ЭМО).

1. Общее положение Методика определения ЭМО предусматривает проведение измерений и расчетов, необходимых для получения данных о максимально возможных уровнях электромагнитных воздействий (электромагнитные поля, наведенные токи и напряжения, кондуктивные электромагнитные помехи, разряды статического электричества и др.) на устройства релейной защиты и технологического управления электроэнергетических объектов при нормальных и аварийных режимах.

При определении ЭМО на действующем энергообъекте необходимо применять сочетание экспериментальных методов (натурные эксперименты и имитация электромагнитных возмущений) и численный анализ. Для получения достоверных результатов при численном анализе необходимо использовать результаты экспериментов, так как невозможно точно математически смоделировать реальный объект и ошибки могут быть существенные. С помощью натурных экспериментов на действующем объекте нельзя воспроизвести все возможные режимы, например, короткие замыкания на шинах высокого напряжения или удары молнии. К тому же проведение натурных экспериментов, нарушающих нормальную работу энергообъекта, например, коммутации силовым оборудованием или измерения в цепях устройств релейной защиты, ограничиваются по условиям работы энергообъекта отдельными разовыми экспериментами, как правило, не самыми опасными с точки зрения уровней электромагнитных помех в системах релейной защиты и технологического управления.

Имитация электромагнитных возмущений позволяет существенно расширить возможности по определению уровней электромагнитных помех экспериментальным путем. Однако существуют определенные ограничения и по проведению имитационных испытаний на действующем объекте.

В результате работы должны быть определены максимальные значения воздействий на системы релейной защиты и технологического управления при любом нормальном и аварийном режиме. Требование эксплуатации: системы релейной защиты и технологического управления должны работать правильно при любом нормальном и аварийном режимах. Без численного анализа может быть упущен аварийный режим, при котором помехи будут максимальными и одновременно реальными.

Экспериментальная часть работы в основном проводится на действующем объекте. Методика экспериментов и технические средства (например, имитаторы воздействий и измерительные приборы) должны быть такими, чтобы не мешать нормальной работе объекта и не повреждать имеющиеся на объекте устройства.

2. Основные этапы проведения работ по определению электромагнитной обстановки Работы по определению ЭМО на энергообъекте включает в себя следующие этапы:

— получение исходных данных об энергообъекте для проведения работ;

— экспериментально-расчетное определение ЭМО на объекте;

— определение соответствия между уровнями помехоустойчивости устройств и ЭМО на объекте.

3. Исходные данные и состав работ по определению ЭМО на объекте На действующих объектах исходные данные, необходимые для расчетно-экспериментального определения ЭМО, могут быть получены непосредственно на объекте, а также при анализе проектных решений и техдокументации на устройства релейной защиты и системы технологического управления.

Для того, чтобы определить уровни электромагнитных воздействий на системы релейной защиты и технологического управления при коммутациях, работе разрядников и при коротких замыканиях на шинах высокого напряжения, необходимо знать:

— электрическую схему и взаимное расположение первичных цепей; трассы прокладки кабелей и их марку;

— тип и расположение силового оборудования;

— фирму-изготовитель, назначение и место расположения устройств релейной защиты и системы технологического управления.

Необходимо иметь данные по заземляющему устройству объекта:

— исполнительную схему;

— удельное сопротивление грунта и импульсное сопротивление заземления оборудования, к которому подходят кабели от устройств релейной защиты и системы технологического управления.

Как правило, эти данные могут быть получены лишь экспериментальным путем. Методика диагностики заземляющих устройств энерго объектов представляет самостоятельную задачу.

На исполнительной схеме заземляющего устройства должны быть показаны молниеприемники и схема их заземления, а также трассы прокладки кабелей систем релейной защиты и технологического управления. Для зданий и сооружений необходимо иметь схему токоотводов и заземлителей молниеприемников.

В качестве исходных данных для определения воздействий токов и напряжений промышленной частоты необходимо иметь сведения о токах короткого замыкания на землю (токи 3I0). При коротком замыкании на шинах высокого напряжения важно знать не только суммарный ток короткого на землю, но и составляющие этого тока (токи с линий 3I0 и токи 3I0 от трансформаторов). Например, при коротком замыкании на землю на шинах 500 кВ одной из подстанций суммарный ток 3I0 = 10 300 А, ток от автотрас-форматора 4АТ — 3I0 = 3100 А, ток от автотрансформатора 5АТ — 3100 А, ток от линии ВЛ-1 — 3I0 = 2500 А, ток отлинии ВЛ-2 — 3I0 = 1500 А.

Удельное сопротивление грунта определяется, как правило, экспериментально методом вертикального электрического зондирования в виде зависимости удельного сопротивления с от глубины h (рис. 5.1.).

Обычно результаты измерений приводятся к двухслойной модели, используя методы математической обработки (например, метод наименьших квадратов). Возможно определение удельного сопротивления грунта на основании данных о геоподоснове территории объекта и справочных данных об удельном сопротивлении различных грунтов. Для определения воздействий электромагнитных полей радиочастотного диапазона необходимо иметь сведения об используемых на данном объекте радиопередающих устройствах (стационарных и переносных).

Анализ возможных уровней электромагнитных воздействий по сети электропитания постоянным и переменным током проводится на основе исполнительной схемы электропитания объекта, данных о типе и месте расположения устройств, включенных в систему электропитания (в особенности, электромеханических устройств) и данных о трассе прокладки и типе соединительных кабельных линий. На этом этапе составляется рабочая программа проведения экспериментальных работ на энергообъекте.

При проведении непосредственных измерений на объекте определяются напряженности электромагнитных полей радиочастотного диапазона, напряженность поля промышленной частоты при нормальных режимах работы, импульсные помехи в цепях постоянного и переменного тока, качество электропитания постоянным и переменным током устройств релейной защиты и системы технологического управления, характеристики покрытий полов и электрические потенциалы тела человека от заряда статического электричества. Путем проведения непосредственных измерений на объекте определяются некоторые характеристики первичного оборудования, цепей вторичной коммутации и устройств релейной защиты и системы технологического управления (амплитудно-частотная характеристика высокочастотной составляющей тока шин и кабелей высокого напряжения, емкость на землю оборудования, входные параметры терминалов). Также проводится тестирование расчетов (например, при проведении измерений помех во время коммутаций разъединителями и выключателями).При имитации электромагнитных возмущений определяются помехи, связанные с ударами молнии, короткими замыканиями, коммутациями в первичных цепях. После измерений производится пересчет полученных значений к реальным воздействиям.

Кроме того, при имитации электромагнитных возмущений определяются некоторые параметры (например, коэффициент экранирования кабелей), которые, как правило, невозможно определить расчетным путем.

Расчеты используются для определения наиболее опасных режимов, для пересчета результатов измерений, полученных с использованием имитаторов электромагнитных воздействий, к реальным воздействиям и для определения оптимальных мероприятий по улучшению ЭМО. При проведении расчетов используются математические модели и специальные программы для ПЭВМ.

4. Воздействие на кабели систем релейной защиты и технологического управления токов и напряжений промышленной частоты При однофазном коротком замыкании на землю на шинах ПС ВН потенциал контура заземления энергообъекта распределяется неравномерно. Если потенциал на земле превысит испытательное напряжение кабелей, подходящих к оборудованию, возможно возникновение обратного перекрытия с земли на жилы кабелей. Кроме того, ток однофазного короткого замыкания, распределяясь по заземленным оболочкам, броне и экранам кабелей при превышении допустимых по термической стойкости токовых нагрузок на кабели вызовет повреждение этих кабелей. Ток однофазного короткого замыкания на землю на шинах высокого напряжения в общем случае формируется из составляющих от силового автотрансформатора (AT) и из электроэнергетической системы (ЭЭС) по линиям, подключенным к шинам высокого напряжения. От места короткого замыкания ток возвращается в нейтраль трансформатора и в энергосистему через заземляющее устройство и непосредственно через землю (рис. 5.2, а).

Если наложить, в соответствии с методом суперпозиции, распределение потенциалов от AT на распределение потенциалов от ЭС, то получим суммарное распределение потенциалов (рис. 5.2, б). Для того чтобы определить возможные уровни воздействующих на кабели систем релейной защиты и технологического управления напряжений и токов при однофазном коротком замыкании на землю, проводят измерения распределения потенциалов и токов на заземляющем устройстве при имитации однофазного короткого замыкания на землю (рис. 5.3.)

Измеряют также разности потенциалов между местом короткого замыкания и заземляющим устройством релейного щита. Результаты измерений пересчитывают на реальные токи короткого замыкания. Проводят расчеты распределения токов и потенциалов при аналогичных режимах, и сравнивают результаты расчетов и измерений. При наличии расхождений определяют причины таких расхождений и вносят коррективы в расчетную схему. При необходимости проводят дополнительные уточняющие измерения на объекте. После того, как будет получено соответствие расчетов и экспериментов, рассчитывают распределения токов и потенциалов при коротких замыканиях в различных точках на шинах высокого напряжения. По результатам расчетов определяют максимальные значения напряжений и токов промышленной частоты, воздействующих на системы релейной защиты и технологического управления при однофазных коротких замыканиях.

5. Импульсные помехи, обусловленные переходными процессами в цепях высокого напряжения при коммутациях и коротких замыканиях Возникновение импульсных помех в цепях вторичной коммутации связано со следующими видами возмущений в первичных цепях:

— короткие замыкания на землю в цепях высокого напряжения;

— коммутации разъединителями, короткозамыкателями и выключателями в цепях высокого напряжения;

— работа разрядников.

При коммутациях и коротких замыканиях на землю в результате переходного процесса в цепях высокого напряжения происходит разряд емкостей оборудования и шин на землю, и через заземлитель проходит импульсный ток высокой частоты. На заземляющем устройстве оборудования и в месте короткого замыкания происходит импульсный подъем потенциала. Этот потенциал с определенным коэффициентом ослабления передается по кабелям на вход устройств систем релейной защиты и технологического управления.

Для определения значений импульсных помех проводят имитационные испытания. Имитацию высокочастотной составляющей тока короткого замыкания осуществляют при помощи генератора высокочастотных импульсов (ГВЧИ).

Один вывод генератора подключают к заземляющему проводнику оборудования, к которому приходят кабели от устройств систем релейной защиты и технологического управления, а второй вывод генератора заземляют на расстоянии не менее 50 м от данного оборудования. В заземление оборудования подают импульсный ток (колебательный затухающий импульс амплитудой до 10А с декрементом колебаний 3−5, частотой колебаний 0,5; 1,0 и 2,0 МГц). При этом проводят измерения импульсных помех на входах устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления. Также измеряют импульсный потенциал заземляющего устройства и определяют импульсное сопротивление заземления оборудования. Потенциал измеряют относительно точки, удаленной от места ввода тока на расстояние не менее 50 м в противоположном направлении от точки заземления генератора.

Высокая частота обусловливает резко неравномерное распределение потенциала на заземляющем устройстве. Чем меньше удельное сопротивление грунта, тем быстрее спадает потенциал на заземляющем устройстве по мере удаления от места ввода тока. На расстоянии 50 м от точки ввода импульсного тока потенциал падает более чем в 10 раз даже при сопротивлении грунта 500 Ом· м.

На реальных объектах частота колебаний импульсных помех может изменяться от десятков килогерц до десятков мегагерц. Измерения при трех указанных частотах позволяют установить зависимость уровня импульсных помех от частоты.

Результаты измерений при имитации импульсных помех приводятся к реальному значению высокочастотной составляющей тока короткого замыкания. Реальный ток определяют путем расчета переходного процесса на шинах распределительного устройства при коммутациях и КЗ на землю.

Приближенную оценку можно выполнить следующим образом.

Полученное при измерениях напряжение умножают на коэффициент пересчета:

Кпер = Iр / Iи ,

где реал I — реальный ток с оборудования в контур заземления при коммутациях или однофазном коротком замыкании на землю; измер I — ток полученный при измерениях в данных точках подключения ГВЧИ. Токи реал I для различных случаев приведены в табл.1

Таблица 1. Токи реал I при однофазных коротких замыканиях на ПС разных напряжений, кА На действующем объекте измерения на клеммах устройств релейной защиты и системы технологического управления не всегда возможно провести в полном объеме. В этих случаях измерения дополняют расчетами. Определяют параметры высокочастотной составляющей тока КЗ (амплитуда и частота) и производят пересчет полученного импульсного сопротивления при реальной частоте. Затем рассчитывают синфазные напряжения на входе устройства РЗА в соответствии со схемой замещения (рис. 5.4).

При коммутациях первичного оборудования и при однофазном КЗ по ошиновке распредустройства протекают импульсные токи. Электромагнитные поля от этих токов взаимодействуют с кабелями цепей вторичной коммутации и в результате этого взаимодействия в них наводятся импульсные помехи. Наибольший уровень полевых помех может быть при возникновении КЗ на шинах высокого напряжения. Определение импульсных полевых помех проводят следующим образом. Расчетным путем определяют наиболее опасные виды коммутаций.

На объекте проводят имитации коммутационных процессов при помощи генератора высокочастотных импульсов и контрольного провода, проложенного по трассе прокладки вторичных кабелей.

Определяют реальный коэффициент экранирования помех Квзаим соседними кабелями. Проводят измерения помех на кабелях защит и на контрольном проводе при реальных коммутациях, сопоставляют полученные результаты с результатами расчетов. При расхождении результатов расчета и измерений вносят коррективы в расчетную схему. После проведения расчетов окончательно определяют максимальные значения помех рассматриваемого типа. В общем случае на вход устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления приходит суммарная импульсная помеха, обусловленная скачком потенциала на земле и электромагнитным полем. Обычно на реальных объектах одна из этих составляющих существенно выше другой. Поэтому имитация импульсных помех, приходящих по земле и обусловленных электромагнитным полем, может проводиться раздельно. В тех случаях, когда эти помехи соизмеримы по амплитуде, имитируют импульсные помехи одновременно. Импульсные помехи при ударах молнии При ударе молнии в объект возможны следующие воздействия тока молнии:

— полевые наводки на контрольных кабелях и воздействие импульсных магнитных полей на оборудование;

— термическое воздействие тока молнии на заземляющие проводники, оболочки и экраны кабелей;

— обратные перекрытия с земли на кабели.

Определение уровней полевых помех, наводимых в кабелях, выполняют расчетным путем.

Параметры тока молнии для расчета выбираются в соответствии с рекомендациями МЭК 1312−1:

При расчетах распределения потенциала принимают максимальное значение импульса тока m

I =100 кА, длительность фронта импульса фр t =10 мкс; при расчетах наведенных напряжений на кабеляхm

I =25 кА, фр t =0,25 мкс.

Полевые наводки можно предварительно оценить по мощности излучения источника наводки. Используем выражение для мощности излучения дипольных антенн где I — амплитуда тока, l — длина антенны, щ — круговая частота изменения тока, 0

е — электрическая постоянная, с — скорость света.

Для тока молнии эквивалентную частоту можно определить как где ф — время нарастания тока молнии.

Положим, что l = 100 м, а параметры импульса тока молнии соответствуют нормативам МЭК. Тогда для импульса тока положительной молнии (100 кА, 10/350 мкс) имеем мощность P =2.8Ч107 Вт, а для последующего импульса (25 кА, 0,25/100 мкс) Р = 1010 Вт. При расчете полевых наводок импульс тока положительной молнии можно не рассматривать. Для открытых распределительных устройств определяют напряжения, наводимые в кабелях вторичной коммутации при ударах молнии в молниеотводы, расположенные вблизи трасс прокладки кабелей. Для зданий и сооружений определяют напряжения, наводимые в кабелях при протекании тока молнии по токоотводам молниеприемника здания.

При расчетах необходимо учитывать коэффициент экранирования электромагнитного поля молнии, так как обычно используются экранированные кабели, проложенные в кабельных каналах или коробах.

Принцип действия экрана состоит в том, что электромагнитное поле индуцирует в экране ток, магнитное поле которого компенсирует воздействующее поле. В зависимости от соотношения длины кабеля l и длины электромагнитной волны л этот ток замыкается по разным путям. При л > I ток в экране замыкается через заземления на концах экрана и грунт, а при л < I — непосредственно в caмом экране. Удар молнии генерирует наводки с частотой ~1 МГц, что соответствует длине волны л? 300 м. Протяженности большинства кабельных линий вторичных цепей не превышают этой величины, то есть ток в экране замыкается через заземляющие экран проводники и грунт. Методика расчета коэффициентов экранирования этого случая состоит в следующем. Коэффициент экранирования k? 1 для линии с заземленным с обеих сторон экраном определяется из общего выражения где l — протяженность системы;

(/) = 3 + щ — погонное пере;

даточное сопротивление, R3

— активное сопротивление экрана;

Lt = M13? L3

— передаточная индуктивность; L3 индуктивность экрана,

M13 — взаимная индуктивность между экраном и жилой, RG — сопротивление пути протекания тока в земле; Lg — собственная индуктивность заземляющих проводников экрана.

На рис. 5.5. приведены зависимости коэффициентов экранирования кабельного экрана из меди, стального короба и кабельного канала со стальной арматурой от частоты внешнего поля. В расчетах использованы следующие параметры. Для экранированного кабеля R = 10 мм, d = 5 мм, r = 0,1 мм, удельная проводимость меди г = 60· 106 Ом · м. Для стального короба b = 0,5 м, r = 1 мм, удельная проводимость стали г =10· 106 Ом · м, µ е = 200· 10−6 Гн/м. Для кабельного канала b = 5 м, r = 8 мм, h = 200 мм, удельная проводимость стали г = 10· 106 Ом· м, µ е = 200 — 10−6 Гн/м.

При наличии нескольких совместно действующих экранов перемножение коэффициентов даст оценку сверху общего коэффициента экранирования. Приведенные на рис. 5.6 зависимости могут быть использованы при расчетах электромагнитных помех в кабелях, если невозможно экспериментально определить коэффициент экранирования непосредственно на объекте.

Для определения возможного обратного перекрытия с земли на кабели проводят измерения распределения потенциалов по земле при ударе молнии в молниеприемник с помощью измерительного комплекса ИК-1. Осуществляют имитацию удара молнии в молниеприемник. На ОРУ генератор импульсов тока подключают между заземлением молниеприемника и заземленным штырем на расстоянии не менее 50 м от молниеприемника. Измеряют потенциалы на земле вблизи кабельных каналов и лотков относительно точки, удаленной на расстояние не менее 50 м. Для зданий и сооружений генератор подключают к молниеприемнику (стержень или сетка) наверху здания и к земле на расстоянии не менее 20 м от здания.

Осуществляют имитацию удара молнии в молниеприемник, и измеряют потенциалы в здании. Полученные результаты пересчитывают на реальный ток молнии. При анализе проектных решений проводят расчеты по программе «ОРУ-М».

6. Электромагнитные поля радиочастотного диапазона Измерения полей радиочастотного диапазона проводят в местах установки устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления в частотном диапазоне от 1 до 1000 МГц. Измеряют также напряженности электромагнитного поля от переносных и стационарных радиопередающих станций, которые используются персоналом энергообъекта. Измеряют зависимость напряженности поля от расстояния до источника электромагнитного излучения и ослабление поля искусственными преградами (стены, экраны, корпуса шкафов и т. д.).

Для измерения помех в радиочастотном диапазоне обычно используют перестраиваемые селективные высокочастотные вольтметры с соответствующим набором антенн. Для сигналов вертикальной поляризации в диапазоне 26−300 МГц возможно использование биконических антенн с круговой диаграммой направленности и входным сопротивлением 50 Ом. Для сигналов с горизонтальной поляризацией следует использовать дипольные антенны с входным сопротивлением 50 Ом. Существенным для правильных измерений является хорошее согласование антенно-фидерного тракта с вольтметром во всем диапазоне измеряемых частот. Значение коэффициента стоячей волны напряжения не должно превышать 3.

Для измерения сигналов в диапазоне частот 300−1000 МГц возможно использование калиброванной измерительной антенны, рупорной измерительной антенны П-6−33 с входным сопротивлением 50 Ом.

Эта антенна позволяет принимать сигналы любой линейной поляризации, но обладает ограниченной диаграммой направленности (±45°). Для сигналов с горизонтальной поляризацией можно также использовать калиброванную широкополосную антенну в виде конического диполя ДП-3 из измерительного комплекса FSM-8,5. Этот диполь имеет входное сопротивление 50 Ом и коэффициент стоячей волны не более 2. Описанные антенны предназначены для измерения напряженности электрического компонента электромагнитного поля. Магнитный компонент поля определяют пересчетом по формуле Н, дБ (мкА/м) = Е, дБ (мкВ/м) — 52.

Возможность быстрого графического представления частотного спектра помех дает применение для измерений радиочастотных сигналов спектроанализоторов.

7. Разряды статического электричества Оценку электростатического потенциала тела человека проводят путем непосредственных измерений. При этом измеряют характеристики диэлектрического покрытия пола в помещении, где работает оператор. Измерения удельных поверхностных сопротивлений полимерных диэлектриков осуществляют в соответствии с ГОСТ 64 433.3−71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрических сопротивлений при постоянном напряжении». Для измерений поверхностного сопротивления S с используется тераомметр и стандартные электроды, схема подключения которых представлена на рис. 5.6.

Для расчета удельного поверхностного сопротивления с S используется следующее выражение:

где RS

— измеренное поверхностное сопротивление, D — диаметр потенциального электрода, g — зазор между потенциальным и измерительным электродами (см рис. 5.6.)

Измерения потенциала тела человека проводят электростатическим вольтметром (например, типа С 502 с диапазоном измеряемого напряжения 0,4−3 кВ). Для расширения диапазона измерений используется ёмкостный делитель. Потенциал тела оператора определяется из выражения:

где C1 — суммарная ёмкость вольтметра, соединительного кабеля и оператора, С2 — емкость делителя, UV — показания вольтметра

8. Магнитные поля промышленной частоты Непосредственные измерения магнитных полей частотой 50 Гц проводят в нормальных режимах в местах установки устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления, на распределительном устройстве ВН вдоль трассы прокладки кабелей при помощи измерителя магнитного поля (например, с помощью ИПМ-50/200/400, входящего в комплект КДЗ-1). Для режимов однофазного короткого замыкания на шинах высокого напряжения уровень напряженности магнитных полей определяется расчетным путем. Рассматривается режим однофазного короткого замыкания на шинах высокого напряжения вблизи места установки устройств систем релейной защиты и технологического управления. Приближенные оценки проводят по формуле: H I r = кз 2/ р (r — расстояние до шин, по которым проходит ток однофазного короткого замыкания Iкз) Точные расчеты проводят по специальной программе. В тех случаях, когда вблизи места установки устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления размещены реакторы или трансформаторы, измеряют напряженность магнитного поля в нормальном режиме и пересчитывают на токи короткого замыкания. Приближенный расчет поля, создаваемого вдоль оси реактора, может быть выполнен по выражению:

где r — радиус реактора, х — расстояние по оси реактора от его центра до точки измерения, I — ток в реакторе, п — число витков.

Приближенный расчет поля, создаваемого реактором в горизонтальной плоскости на расстояниях более 2-х диаметров реактора, может быть выполнен по выражению где в — угол между вектором, направленным из центра реактора в точку измерений, и осью абсцисс. Для нескольких реакторов искомое поле определяется методом суперпозиции полей от каждого реактора с учетов фазового сдвига токов. Расчеты могут быть выполнены при помощи программы MathCAD.

9. Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания низкого напряжения.

К основным периодическим помехам в цепях постоянного тока относится переменная составляющая напряжения (пульсации) и кондуктивные помехи радиочастотного диапазона. К импульсным помехам в цепях постоянного тока относятся помехи, возникающие при срабатывании реле, электромагнитов, приводов силовых выключателей, автоматических выключателей в цепях постоянного тока. К основным периодическим помехам в цепях питания переменного тока относят гармонические составляющие напряжения. К импульсным помехам в цепях переменного тока относят помехи, возникающие при коммутациях автоматическими выключателями в этих цепях. Измерительную аппаратуру в ходе определения помех подключают к цепям питания по противофазной схеме (провод-провод) и, при необходимости, по синфазной схеме (провод-земля). При этом проводят следующие виды измерений:

— кратковременные измерения (осциллографирование формы сигнала помехи);

— длительная регистрация (в том числе при коммутациях в цепях высокого напряжения).

Кратковременные измерения проводят в нормальных режимах (стационарные режимы работы силового оборудования, режим срабатывания реле аппаратуры автоматических и автоматизированных систем технологического управления; режим срабатывания автоматических выключателей в цепях питания; режим срабатывания электромагнитных приводов силовых выключателей 6 — 10 кВ).

При измерениях в стационарных режимах определяют характеристики пульсаций или коэффициент синусоидальности переменного напряжения.

Измерения помех, возникающих при срабатывании реле, проводят при принудительном их срабатывании, например, при опробовании силовых выключателей, проверке защит. При этом помехи измеряют в тех панелях (шкафах), где срабатывают реле.

Измерения помех при срабатывании автоматических выключателей в цепях питания проводят при коммутациях в силовых сборках, на щите собственных нужд, щите постоянного тока. Помехи фиксируют в местах установки аппаратуры систем релейной защиты и технологического управления.

Измерения помех в цепях оперативного тока при срабатывании электромагнитных приводов силовых выключателей проводят в местах установки аппаратуры систем релейной защиты и технологического управления. При этом возможно проведение коммутаций выключателями на холостом ходу. Особое внимание следует уделять этому виду помех в том случае, когда питание аппаратуры релейной защиты и технологического управления и приводов выключателей осуществляется от одной системы шин.

Длительную регистрацию проводят с целью определения диапазона характеристик помех в длительно существующих режимах. При данном типе измерений определяют амплитуду переменных и импульсных помех в цепях постоянного тока и гармонических составляющих и импульсных помех в цепях переменного тока. Измерения проводят в тех же цепях, что и при кратковременной регистрации. Измерения проводят продолжительностью не менее одной недели при помощи самописцев или специализированных регистраторов параметров качества электрической энергии. Анализируют также аварийные режимы в сети питания и определяют возможные уровни пульсаций в сети постоянного тока и максимальное время провалов напряжения.

10. Импульсные магнитные поля Расчетные оценки напряженностей импульсных магнитных полей проводят для случаев протекания тока молнии по молниеотводам или токоотводам молниеприемников зданий и сооружений, расположенных вблизи места размещения устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления. Приближенные оценки проводят по формуле:

Н = Iм./2рr

(r — расстояние до молниеприемника или токоотвода, по которому проходит весь ток молнии Iм или его часть).

11. Сравнение полученных значений с допустимыми уровнями По результатам измерений и расчетов составляют протокол, в котором уровни воздействующих на системы автоматических и автоматизированных систем технологического управления электромагнитных возмущений сравнивают с испытательными значениями для устройств указанных систем и кабелей вторичной коммутации. На основании проведенных сравнений делают заключение о помехоустойчивости систем автоматических и автоматизированных систем технологического управления. В качестве примера приведем примеры протоколов измерений для одного из обследованных объектов.

Список литературы

электромагнитный ток релейный напряжение

1. Э. Хабигер Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике: Пер. с нем./ И. П. Кужекин; Под ред. Б. К. Максимова.-М.: Энергоатомиздат, 1995.-304 с.: ил.

2. А. Шваб Электромагнитная совместимость. Пер. с нем. В. Д. Мазина и С. А. Спектора 2-е изд., перераб и доп./ Под ред. Кужекина. М.: Энергоатомиздат, 1998. 480 с., ил.

3. Дьяков А. Ф., Максимов Б. К., Борисов Р. К., Кужекин И. П., Жуков А. В. Электромагнитная совместимость в эдектроэнергетике и электротехеике./ Под ред. А. Ф. Дьякова.-М.: Энергоатомиздат, 2003.-768 с.

4. Кармашев B.C. Электромагнитная совместимость технических средств: Справочник М.: Изд-во Норт, 2001.