Молошная Електромагнитная совместимост

ВВЕДЕНИЕ

Пособие предназначено для решения задач по определению уровня электромагнитных помех с целью определения наиболее неблагоприятной электромагнитной обстановки (ЭМО), характеризуемой наибольшими, но реально возможными электромагнитными воздействиями в местах расположения оборудования. Проверка электромагнитной совместимости (ЭМС) на действующих объектах может быть получена при сочетании экспериментальных (натурные эксперименты, имитация электромагнитных воздействий) и расчетных методов. Практические работы предлагается выполнить путем моделирования реальных электрических схем и происходящих в них процессов с использованием программы Multisim 10.

По результатам измерений необходимо осуществить расчеты, позволяющие сформулировать требования по помехоустойчивости устройств, устанавливаемых на энергообъекте. В реальных условиях эксплуатации электрооборудования на электрических станциях и подстанциях необходимо учитывать, что если уровень электромагнитных помех (ЭМП) превышает уровень помехоустойчивости устройств, то должны быть разработаны мероприятия по снижению уровня помех до допустимых значений.

Программное обеспечение, моделирующее работу электрических схем, позволяет убедиться в правильности расчетов. Поэтому при выполнении практической работы студенту сначала предлагается задание, которое необходимо рассчитать вручную, а затем смоделировать его в программе Multisim 10 и сравнить результаты (ведь без расчетов вручную невозможно убедиться в правильности моделирования Multisim). В результате выполнения практических работ студенты должны приобрести умения и навыки по сборке и исследованию цепей, имеющие различные механизмы связи (гальванические, емкостные), по измерениям электрических величин и научиться пользоваться стандартными измерительными приборами. Тематика практических работ соответствует содержанию основных разделов курса «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике».

Пример, иллюстрирующий источники электромагнитных помех на электрических станциях и подстанциях, приведен на рис. В1.

4

Характерными источниками электромагнитных воздействий в нормальных и аварийных режимах являются:

•напряжения и токи промышленной частоты при КЗ на землю в распределительных устройствах напряжением выше 1 кВ;

•импульсные помехи при коммутациях и КЗ в распределительных устройствах;

•импульсные помехи при ударах молнии;

•электромагнитные поля радиочастотного диапазона;

•разряды статического электричества;

•магнитные поля промышленной частоты;

•импульсные магнитные поля;

•помехи, связанные с возмущениями в цепях питания АСТУ постоянного и переменного тока.

Дополнительными источниками электромагнитных воздействий на электрических станциях и подстанциях, которые могут вызвать сбои в работе, являются такие виды вспомогательного электрооборудования, как мощные преобразователи, сварочные аппараты, осветительные приборы, мощные тяговые механизмы, бытовые электроприборы, электроинструмент и др.

Учебно-практическое пособие к проведению практических за-

нятий по дисциплине «Электромагнитная совместимость» опре-

деляют порядок проведения измерений и расчетов, необходимых для получения количественных данных о наибольших значениях электромагнитных воздействий.

Опыты по имитации электромагнитных воздействий позволяют экспериментальным методом существенно расширить возможности по выявлению наибольших уровней электромагнитных помех. Комплексное сочетание натурных экспериментов с имитацией электромагнитных воздействий и численным анализом полученных результатов позволяет получить картину наиболее неблагоприятной ЭМО.

6

Практическая работа № 1

ИС СЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСК ИХ СВЯЗЕЙ

Цель работы: изучить влияние общего обратного провода на уровень помех в гальванически связанных электрических цепях.

Оборудов ание

Таблица 1.1

7

Данные по вариантам к практической работе 1

Таблица 1.2

Задания

1.Изучить варианты гальванических связей между контурами.

2.Изучить схемы экспериментов и возможные методы расче-

та.

3.Выполнить экспериментальные исследования влияния гальванических связей.

4.Оформить отчет по проведенной работе.

8

Пояснения к работе

Рассмотрим два канала передачи информации, связанных общим обратным проводом (рис. 1.1). В каждом

канале действуют ЭДС сигнала Ес1 и Ес2, которые через соответствующие сопротивления проводов каналов свя-

зи Zпр1 и Zпр2 связаны с сопротивлениями нагрузки Zн1 и Zн2, имеющими

общую точку «0».

В этом случае из-за наличия общего сопротивления обратного провода

Zоб.пр напряжения на нагрузках будут

отличаться от истинного Uс на определенную величину напряже-

ния помехи Uпом, т.е. Uн = Uс + Uпом. Для устранения таких гальваниче-

ских связей обратный провод должен иметь по возможности малое сопротивление или выполняться отдельно для каждого контура. Тогда даже при

наличии гальванической связи между каналами (общая точка) взаимное влияние будет сведено к минимуму

(рис.1.2).

Для получения качественной и количественной оценки влияния обратного провода рассмотрим упрощенную схему механизма гальванической связи на примере схемы рис. 1.3, в

которой в первом канале действует один источник сигнала ЭДС Ес1 с внутренним сопротивлением источника Zс1. Во втором контуре сигнал отсутствует (Ес2 = 0): его источник представлен своим внутренним сопротивлением.

Тогда при наличии Ес1 на сопротивлении нагрузки Zн2 будет возникать напряжение помехи Uпом, величина которой в общем случае зависит от соотношения параметров величин всех элементов данной схемы (Ес1, Zпр, Zн, Zоб.пр).

9

Таким образом, напряжение помехи будет определяться соотношением сопротивлений нагрузки и обратного провода н и тогда

(1.3)

10