- •Конспект лекций
- •"Электромагнитная совместимость в электроэнергетике"
- •Самара, 2007 Лекция № 1.
- •Наименование тем, их содержание, объём в часах лекционных занятий
- •Лабораторные занятия, их наименования и объём в часах
- •Форма оценки результатов текущей и индивидуальной работы студента
- •Основная и дополнительная литература по дисциплине эмс Основная литература
- •5.1.2. Дополнительная литература.
- •Введение
- •1. Общие вопросы электромагнитной совместимости. Основные понятия и определения
- •1.1. Понятие электромагнитной совместимости
Введение
Нашу планету постоянно пронизывают потоки электромагнитных полей и излучений. Электромагнитные поля и излучения воздействуют на окружающую среду, человека, электротехнические устройства и т.д., что создает проблему электромагнитной совместимости (ЭМС).
Электромагнитные поля и излучения обусловлены как естественными, так и искусственными причинами. К естественным источникам полей относятся: электрическое и магнитное поле Земли, радиоизлучения Солнца и галактик, разряды статического электричества между предметами, получившими заряды противоположной полярности, и мощные электромагнитные импульсы, возникающие при грозовых разрядах. Напряженность электрического поля у поверхности Земли [1,2] составляет примерно 3 В/м, увеличиваясь до нескольких кВ/м под грозовым облаком. Постоянное магнитное поле Земли имеет напряженность около 0,2 А/м, увеличиваясь в несколько сотен раз при геомагнитных возмущениях. Главный разряд молнии сопровождается импульсами тока амплитудой до нескольких сотен килоампер (кА), создавая вблизи канала разряда магнитные поля напряженностью порядка 105 А/м и выше.
К искусственным источникам полей относятся разнообразные электроэнергетические, электротехнические, радиотехнические и иные устройства, использующие электрическую энергию в быту, на производстве, для целей телекоммуникаций и т.д. В результате в окружающем пространстве возникает искусственный (анропогенный) электромагнитный фон, включающий в себя поля промышленной частоты, высоких и сверхвысоких частот, импульсных и переходных процессов. Частотный диапазон искусственных электромагнитных полей достаточно широк и составляет от 5 Гц до 300 ГГц.
По величинам напряженностей электромагнитного поля искусственный электромагнитный фон может значительно превышать естественный электромагнитный фон Земли, причем за последнее десятилетие суммарный уровень электромагнитный полей искусственного происхождения увеличился в среднем на 5 порядков.
В формирование электромагнитной окружающей обстановки существенный вклад вносят: воздушные линии электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения, системы электроснабжения (СЭС); разряды статического электричества производственного происхождения; мощные промышленные электроустановки и распределительные устройства (РУ); электрофицированный транспорт; системы зажигания двигателей внутреннего сгорания; радиолокационные устройства, радио- и телепередатчики; мобильная телефонная связь; бытовые элетротехнические установки и устройства; микроволновые печи т. д.
По мере расширения применения разнообразных электро- и радиоприборов, возрастания их мощности, окружающие электрические, магнитные и электромагнитные поля становятся все более интенсивными и разнообразными по своим характеристикам.
В электроэнергетике длительное время актуальными были и продолжают оставаться проблемы борьбы с радиопомехами; защиты изоляции электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений; повышения качества электроэнергии, т.е. обеспечения электромагнитной совместимости системы электроснабжения и электрооборудования для кондуктивных электромагнитных помех, распространяющихся по электрической сети [3, 4].
В настоящее время все большее значение приобретают и другие аспекты обеспечения электромагнитной совместимости, такие как, ослабление электромагнитных полей, т.е. снижение электромагнитных помех; затруднение проникновения помех в прибор через сеть питания, корпус, систему заземления, сигнальные вводы; рациональное построение схем и конструкций приборов и функциональных связей между ними; сохранения помехоустойчивости и т.д.
В последнее десятилетие в электроэнергетике непрерывно расширяется использование микропроцессорной, вычислительной техники, компьютеров и т.д., происходит их миниатюризация при понижении уровней рабочих напряжений, полезных сигналов. Все активнее используется электронная аппаратура в системах релейной защиты, режимной и противоаварийной автоматики электроустановок высокого напряжения. Однако электронная аппаратура, как правило, весьма чувствительна к помехам, появляющимся во вторичных цепях подстанций, источниками которых являются коммутации выключателей и разъединителей высокого напряжения, удары молний, а также большие токи замыкания на землю.
В связи с указанными обстоятельствами появилась необходимость решения сложной задачи электромагнитного сосуществования электронных и электротехнических систем. Таким образом, появилось новое актуальное научно-техническое направление – обеспечение электромагнитной совместимости электронных систем. При этом, надежная работа электронной аппаратуры является актуальной частью проблемы обеспечения электромагнитной совместимости электрооборудования. Ее значение непрерывно возрастает в связи с развитием новых технологий, приведших к широкому распространению полупроводниковых, микроэлектронных и микропроцессорных систем автоматического управления во всех сферах человеческой деятельности, включая электроэнергетику.
В лекциях использованы труды известных ученых: В.Г. Гольдштейна, А.П. Долина, Е.С. Колечицкого, Э. Хабигера, А.Й. Шваба, Д.М. Шевеля и др.