 |
Взаимосвязь проблем качества электроэнергии и электромагнитной совместимости.
|
|
|
|
Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики.
Для нормального функционирования современных электронных устройств необходимо обеспечивать их электромагнитную совместимость (ЭМС) с электромагнитной обстановкой (ЭМО) на объекте. ЭМП могут создаваться естественными (например, молния) и искусственными (например, коммутации в системе электроснабжения) источниками. Возможно также генерирование ЭМП намеренно в результате чьих–либо враждебных действий (военных, террористических, криминальных). Далее ограничимся рассмотрением ЭМП, генерирование которых не является следствием чьего-то злого умысла. Кроме того, не будем рассматривать вопросы, связанные с генерированием высокочастотных помех самой электронной аппаратурой. Напомним, что ЭМО является индивидуальной характеристикой каждого объекта.
Перечислим наиболее распространенные признаки неблагоприятной ЭМО:
· повреждения и сбои электронной аппаратуры во время грозовой активности;
· нарушение работы систем связи, особенно высокоскоростных цифровых каналов;
· ложные срабатывания цифровых и аналоговых электронных систем защиты и автоматики;
· частые беспричинные «зависания» и перезагрузки цифровой техники;
· повторяющиеся повреждения блоков питания и (или) интерфейсных элементов электронного оборудования;
· сильные помехи радиоприему;
· «выгорание» или пробой кабелей;
· существенные разности потенциалов между различными заземленными элементами, проявляющиеся в виде искрения, возникновения неприятных ощущений при прикосновении к различным заземленным проводящим частям и т.п.;
· корреляция сбоев и отказов аппаратуры с работой коммутационных устройств, определенным временем суток и т.п.;
|
|
|
· большой трафик ЛВС, непропорциональный объему реально передаваемой информации, частые отказы сети на физическом уровне;
· искажение изображений на экранах мониторов (дрожание, временные нарушения цветопередачи), повышенная утомляемость персонала.
установлено четыре класса ЭМО.
Класс 1. Легкая электромагнитная обстановка:
- осуществлены оптимизационные и скоординированные мероприятия по подавлению помех и защите от перенапряжений во всех цепях;
- электропитание отдельных элементов устройства зарезервировано, силовые и сигнальные цепи выполнены раздельно;
- заземление, прокладка кабелей, экранирование произведены
в соответствии с требованиями ЭМС;
- климатические условия контролируются и приняты специаль5
ные меры по предотвращению разрядов статического электричества.
Класс 2. Электромагнитная обстановка средней тяжести:
- цепи питания и управления частично оборудованы помехозащитными устройствами и устройствами для защиты от перенапряжений;
- отсутствуют силовые выключатели, устройства для отключения конденсаторов, катушек индуктивностей;
- электропитание устройств АСТУ осуществляется от сетевых стабилизаторов;
-имеется тщательно выполненное заземляющее устройство;
- токовые контуры разделены гальванически;
- предусмотрено регулирование влажности воздуха и не имеется материалов, способных электризоваться трением;
- запрещено применение радиопереговорных устройств и передатчиков.
Такая ЭМО типична для диспетчерских помещений электростанций и подстанций.
Класс 3. Жесткая электромагнитная обстановка:
- защита от перенапряжений в силовых цепях и цепях управления не предусмотрена;
- повторного зажигания дуг в коммутационных аппаратах не происходит;
- имеется заземляющее устройство;
- провода электропитания, управления и коммутационных цепей недостаточно разделены;
|
|
|
- кабели линий передачи данных, сигнализации, управления разделены;
- относительная влажность воздуха поддерживается в определенных пределах и не имеется материалов, способных электризоваться трением;
- использование переносных радиопереговорных устройств
ограничено (установлено расстояние, на которое с этими устрой5
ствами нельзя приближаться к приборам).__
Такая ЭМО характерна для электростанций и релейных помещений подстанций.
Класс 4. Крайне жесткая электромагнитная обстановка:
- защита в цепях управления, сигнализации и электропитания от перенапряжений отсутствует;
- имеются коммутационные устройства, в аппаратах которых возможно повторное зажигание дуги;
- существует неопределенность в выполнении заземляющего устройства;
- нет пространственного разделения кабелей электропитания и управления;
- управление и сигнализация осуществляются по общим кабелям;
- возможны любая влажность воздуха и наличие электризуемых трением материалов;
-возможно неограниченное использование переносных переговорных устройств;
- возможно наличие мощных радиопередатчиков;
- возможно наличие дуговых технологических устройств (электропечей, сварочных машин и т. п.).
Типичными для данного класса ЭМО являются территории вблизи электростанций, открытых распределительных устройств (ОРУ) станций и подстанций, где не предусмотрены специальные меры по обеспечению ЭМС. Для ЭМО на объектах электроэнергетики характерно наличие постоянных во времени высоких напряженностей электрического поля промышленной частоты (до 25 кВ/м) и напряженностей магнитного поля промышленной частоты (до 103 А/м) [Частотный диапазон различных помех составляет от 0 до 109 Гц.
Взаимосвязь проблем качества электроэнергии и электромагнитной совместимости.
На объектах электроэнергетики передатчиками электромагнитных воздействий, которые могут оказывать влияние на автоматические и автоматизированные системы технологического управления электротехническими объектами являются:
· Переходные процессы в цепях высокого напряжения при коммутациях силовыми выключателями и разъединителями;
|
|
|
· Переходные процессы в цепях высокого напряжения при коротких замыканиях, срабатывании разрядников или ограничителей перенапряжений;
· Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием станций и подстанций;
· Переходные процессы в заземляющих устройствах подстанций, обусловленные токами КЗ промышленной частоты и токами молний;
· Быстрые переходные процессы при коммутациях в индуктивных цепях низкого напряжения;
· Переходные процессы в цепях различных классов напряжения при ударах молнии непосредственно в объект или вблизи него;
· Разряды статического электричества;
· Электромагнитные возмущения в цепях оперативного тока.
В качестве примеров передатчиков электромагнитных воздействий можно также перечислить: автомобильные устройства зажигания, люминесцентные лампы, коллекторные электродвигатели, силовая электроника, сварочные аппараты, электроинструмент и т. д..
К приемникам электромагнитных воздействий относятся теле и радиоприемники, силовые электроприемники, системы автоматизации, автомобильная микроэлектроника, управляющие приборы и регуляторы, средства релейной защиты и автоматики, устройства обработки информации и т. д.. Многие электрические устройства могут одновременно действовать как приемники так и как передатчики.
С учетом изложенного электрическое устройство считается совместимым, если оно в качестве передатчика является источником электромагнитных помех не выше допустимых, а в качестве приемника обладает допустимой чувствительностью к посторонним влияниям, т.е. достаточной помехоустойчивостью и иммунитетом.
Электромагнитные влияния могут проявляться в виде обратимых и необратимых нарушений. Так, в качестве обратимого нарушения можно назвать шум при телефонном разговоре. К необратимому нарушению относится сбой в работе системы релейной защиты, приведший к отключению нагрузки.
|
|
|
