11 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 таблице 11.1. 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 11.1 - Разделительные 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	-

12. Методы испытаний и сертификации элементов вторичных цепей и помехоусойчивость. Измеритеьные и испытательные центры

План лекции:

12.1 Общие сведения об измерении электромагнитного воздействия

12.2 Электромагнитные поля радиочастотного диапазона

12.3. Разряды статического электричества

12.4 Магнитные поля промышленной частоты

12.5 Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания

низкого напряжения

12.1 Общие сведения об измерении электромагнитного воздействия

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 энергообъектов 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 = 10300 А, ток от автотрас-форматора 4АТ - 3I₀ = 3100 А, ток от автотрансформатора 5АТ - 3100 А, ток от линии ВЛ-1 - 3I₀ = 2500 А, ток от линии ВЛ-2 - 3I₀ = 1500 А.

Удельное сопротивление грунта определяется, как правило, эк­спериментально методом вертикального электрического зондирования в виде зависимости удельного сопротивления ρ от глубины h (рисунок 12.1).

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.

Рисунок 12.1 - Удельное сопротивление грунта

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 электромагнитной обстановки. При проведении расчетов используются математические модели и специальные программы для ЭВМ.