43) Разделительные элементы

Электронные средства автоматизации, такие, как програм­мное управление, промышленные компьютеры и процессорные системы, содержащие подводящие провода с обширной инфор­мацией и отводящие с сигналами управления, подвергаются опасности нарушения функционирования из-за синфазных на­пряжений помех, возникающих при кабельном соединении эле­ментов. Эффективное средство устранения такой опасности со­стоит в гальванической развязке внешних и внутренних токо­вых контуров. Для этого используют разделительные элементы, параметры и обозначения которых приведены в табл. 4.3. При их помощи можно реализовать разности потенциалов в несколько киловольт. Однако эффективность разделения определяется паразитной емкостью С_р элемента.

Рационально выполняя схему, необходимо позаботиться о том, чтобы емкость С_р не возросла до недопустимого значения, например, из-за параллельной прокладки входных и выходных проводников.

Таблица 4.3.

Раз делительные элементы для гальванической развязки

Разделительный элемент	Обозначение на схеме	Емкость связи Ср, пФ	Время задержки, мс
Электромеханическое реле		До 5	0,5-20

Оптическая связь		До 1	10-4-0,5
Твердотельное реле		5-10	8-10
Разделительный трансформатор		10-100	-
Разделительные схемы		До 1000	-

44) 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.

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.

45) 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.

.

46) 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).

47) 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.

48) Требования помехоустойчивости устанавливают раздельно: при воздействии излучений от стационарных радио- и телевизионных передатчиков, радиопередатчиков подвижных объектов, от различных промышленных источников излучений; при воздействии помехоэмиссии от цифровых радиотелефонов.

50)  Непосредственные измерения напряженности магнитных полей частотой 50 Гц проводят в нормальных режимах при помощи измерителя магнитного поля в местах установки устройств АСТУ на РУ вдоль трассы прокладки кабелей. 2.6.2. Для режимов КЗ на шинах РУ уровень напряженности магнитных полей определяют расчетным путем. Рассматривают режим КЗ на шинах РУ вблизи места установки устройств АСТУ.

51) 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.

52) Все элементы систем электроснабжения должны быть рассмотрены с точки зрения их чувствительности к гармоникам. На основе этого рассмотрения затем вырабатываются рекомендации по допустимым уровням гармоник в сетях.

Основными формами воздействия высших гармоник на систе­мы электроснабжения являются: увеличение токов и напряжений гармоник вследствие параллельного и последовательного резонансов; снижение эффективности процессов генерации, передачи и использования электроэнергии; старение изоляции электрообору­дования и сокращение вследствие этого срока его службы; ложная работа оборудования.

Резонансы. Наличие в сетях конденсаторов, используемых для компенсации реактивной мощности, может привести к местным резонансам, которые, в свою очередь, могут вызвать черезмерное увеличение тока в конденсаторах и выход их из строя.

53) Измерительные приборы калибруются при чисто синусоидаль­ном токе и напряжении, поэтому при их использовании для изме­рения мощности при искаженных токах и напряжениях они могут давать погрешности сверх нормированных.

Значение и направление гармонических искажений (вторич­ной мощности) важны для коммерческих расчетов за электро­энергию, так как знак погрешности определяется направлением вторичной мощности. Исследования показали, что погрешности измерений, вызванной высшими гармониками, варьируется в ши­роких пределах и возможны как положительные, так и отрица­тельные погрешности.

54) В электрических системах фильтры применяются, прежде все­го для того, чтобы уменьшить амплитуду токов или напряжений одной или нескольких фиксированных частот (параллельные фильтры). Когда же необходимо избежать проникновения токов опреде­ленной частоты в отдельные узлы преобразовательной подстанции или части энергетической системы (как, например, в случае пуль­сации управляющих сигналов), можно использовать последова­тельный фильтр, состоящий из параллельно включенных конден­сатора и катушки индуктивности, создающих большое сопротив­ление протеканию тока на выбранной частоте.

Что касается самих статических преобразователей, то обычно в них приняты меры к ограничению проникновения гармоник тока в систему с помощью создания короткозамкнутого пути с малым сопротивлением для гармонических частот. В принципе возможно создание комбинированных последовательных и параллельных фильтров для минимизации тока и напряжения гармоник, однако для этого необходимы большие затраты.

55) В настоящее время научно установлены два механизма влияния электрических, магнитных и электромагнитных полей на человека за счет индуктированных в теле токов:

- изменение разности потенциалов между наружными и внут­ренними поверхностями мембран клеток (возникновение так на­зываемого потенциала действия);

- нагрев тканей.

Одним из таких эффектов является восприимчивость поля человеком не только по косвенным признакам (шевелению волос или ощуще­ниям покалывания при частичных разрядах между кожей и одеж­дой), но и по подсознательному ощущению наличия поля, а также появлению магнито- или электрофосфенов (ощущению мерцаний на периферийных участках поля зрения) при наличии магнитного или электрического поля определенной напряженности. Воспри­имчивость полей исключительно индивидуальна. Примерно 5% людей чувствуют наличие электрического поля промышленной частоты, начиная с напряженности 7 кВ/м, а 60% не ощущают поле напряженностью до 20 кВ/м. Усредненные границы воспри­имчивости электрических и магнитных полей промышленной ча­стоты приведены на рис. 7.1, а граница ощущения наличия маг­нитного поля в зависимости от частоты дана на рис. 7.2 (кри­вая 2). Объективно регистрируемые нарушения зрения, недомогание, головные боли наблюдаются при напряженностях около 10⁵ А/м 

56) В настоящее время в основу нормирования допустимых напряженностей магнитных и электрических полей положены научно установленные механизмы влияния на организм человека: изме­нение разности потенциалов на мембранах клеток при частотах ниже 10 кГц и нагрев тканей при более высоких частотах. Соот­ветственно базовыми величинами являются безопасные плотность тока в тканях организма в диапазоне частот 4 - 1000 Гц 10 мА/м², а при частотах выше 10 кГц -  удельная энергия 4 Вт/кг. При часто­те 50 Гц указанной плотности тока соответствуют напряженности внешних полей 20 кВ/м и 4 кА/м. При нормировании допустимой напряженности полей и вре­мени их воздействия на рабочих местах и для населения в настоя­щее время вводят коэффициенты запаса. Так, при тепловом воз­действии высокочастотных полей нормы устанавливаются по удельной энергии, в 10 раз меньшей безопасной, т. е. по энергии 0,4 Вт/кг. При низких частотах также устанавливаются коэф­фициенты запаса от 2,5 до 10 и выше. В нашей стране гигиеничес­кие нормы внутри зданий составляют 0,5 кВ/м, напряженность электрического поля на границе отчуждения линий электропередачи не должна превышать 1 кВ/м. Близки к этим значениям и нормы других стран. В США, например, нормированы напряжен­ности электрического поля на границе зоны отчуждения в преде­лах от 1 кВ/м  до 3 кВ/м для различных штатов. В некоторых странах, например в Австралии, в исключительных случаях для линии 500 кВ допускается напряженность на границе зоны отчуждения 5 кВ/м. Аналогичная ситуация и с нормированием допустимой напря­женности магнитного поля промышленной частоты на рабочих местах и для населения. Рекомендации и нормы различных меж­дународных организаций и стран, как правило, не согласованы между собой, а приводимые в них значения напряженностей мо­гут отличаться в несколько раз. В некоторых странах, в том числе и в России, нормы для населения по допустимым напряженностям магнитного поля промышленной частоты отсутствуют. Базисным значением напряженности постоянного магнитного поля принято значение 1,6 МА/м