3293

УДК 621.31

А. А. Самороковский, Т. Л. Сазонова

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ И ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Рассматриваются мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости технических средств на промышленных предприятиях и объектах электроэнергетики.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, техническое средство, молниезащита, электромагнитная помеха, перенапряжения, устройство защиты от импульсных помех.

Если на объектах электроэнергетики проблемам обеспечения электромагнитной совместимости в последние время уделяется значительное внимание, то при проектировании систем электроснабжения различных небольших объектов не всегда серьезно подходят к вопросам защиты оборудования от электромагнитных помех и перенапряжений [1,2] . Это объясняется следующими причинами:

1) на промышленных предприятиях и объектах, построенных значительное время назад, системы электроснабжения не только не удовлетворяют современным требованиям пожаро- и электробезопасности, в том числе и в вопросах обеспечения электромагнитной совместимости, но и зачастую находятся в ветхом состоянии; проводимая же поэтапная модернизация системы электроснабжения зачастую является неполноценной,

азатрагивает лишь отдельные части системы электроснабжения;

2)желанием заказчиков сэкономить на проекте электроснабжения, путём привлечения к исполнению сотрудников организаций с невысокой квалификацией.

В результате на реальных объектах отмечается недостаточная эффективность работы молниеотводов или вовсе их отсутствие,

атакже недостаточность использования средств защиты от перенапряжений в силовых сетях и информационных линиях.

Рассмотрим понятие электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств (ТС) более подробно. Под

электромагнитной совместимостью технических средств

151

понимается способность одного технического средства сохранять требуемое качество функционирования при воздействии на него внешних нормируемых помех от воздействия окружающих ТС и не создавать при этом помех другим ТС. В широком смысле под техническим средством понимаются все электротехнические устройства. Под электромагнитной помехой (ЭМП) понимается превышение уровней напряжений и напряженностей электрического и магнитного полей в результате различных воздействий. ЭМП проявляется в виде перенапряжений, т. е. скачкообразных изменений напряжений, которые быстро затухают в результате переходных процессов. Понятия ЭМП и их последствий (перенапряжений) можно объединить общим термином – помехи. Существуют множество источников ЭМП, а также разные их классификации.

Следует отметить, что наиболее опасными проявлениями помех на промышленных предприятиях и объектах электроэнергетики являются перенапряжения, возникающие в результате ударов молний. Если на объекте имеется правильно выполненная система молниезащиты, то в результате ударов молний в молниеприемники проходящий через токоотводящий спуск и заземляющее устройство ток индуцирует во всех силовых и информационных сетях импульсные перенапряжения, проявляющиеся в виде ЭМП.

Для защиты от ЭМП на объекте разрабатывается комплекс мероприятий, которые включают в себя следующие элементы:

1)собственно, молниезащита;

2)грамотно выполненное заземление в виде заземляющих устройств [3];

3)экранирование информационных кабелей;

4) применение устройств защиты от перенапряжений

всиловых и информационных сетях;

5)применение помехоподавляющих фильтров.

Молниезащита включает в себя молниеприемник, токоотводящий спуск и заземляющее устройство. Конструктивно молниеприемник выполняется в виде стержней, тросов, металлической сетки. При этом пассивные молниеприемники являются лишь металлическими элементами, а активные содержат в себе электрические компоненты. Защита от электромагнитных

152

помех основана на зоновой концепции. При этом защищаемый объект разделяется на определенные зоны.

Авторами был произведен анализ современного рынка устройств защиты от ЭМП. Следует различать два типа устройств защиты от ЭМП:

1) устройства защиты от импульсных помех (УЗИП) – ограничители перенапряжений и разрядники, устанавливаемые

всиловых сетях 220/380 В;

2)устройства защиты от помех и перенапряжений, используемые для защиты информационных сетей.

В свою очередь, УЗИП, устанавливаемые в силовых сетях, выполняются на основе искровых промежутков – разрядников,

инелинейных резисторов – варисторов (иначе называются ОПН – ограничители перенапряжений нелинейные).

Произведенный анализ устройств и технологий защиты от ударов молний и перенапряжений позволяет дать следующие рекомендации применительно к промышленным предприятиям.

1.Необходимо обеспечение грамотной молниезащиты, отдельных зданий и сооружений. При этом рекомендуется использовать преимущественно стержневые молниеотводы как наиболее простые. Причем их обязательно нужно устанавливать на крышах наиболее высоких зданий и сооружений. Высоту молниеприемника, а также заземляющие устройства необходимо проектировать, исходя из существующих рекомендаций.

2.Для защиты силовых цепей 220/380 В, питающих все оборудование, необходимо устанавливать УЗИП 1, 2, 3 класса, устанавливаемые на стандартную DIN-рейку в силовые шкафы

ищиты.

3.Для защиты информационных сетей необходимо применять соответствующие ограничители перенапряжений для UTP-кабелей локальных компьютерных сетей.

Безусловно, вопрос обеспечения электромагнитной совместимости технических устройств очень актуален, поскольку системы управления и защиты электрооборудования, системы сигнализации, инфокоммуникационные сети и системы современных предприятий и объектов электроэнергетики в силу особенностей своего построения и функционирования подвержены регулярному воздействию различных электромагнитных помех.

153

Литература

1.Китаев А. Р. Исследование влияния силовых магистралей на кабели связи / А. Р. Китаев, С. А. Белозоров. С.А. Горемыкин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. Труды Всерос. студенческой науч.-техн. конф. Воронеж, 2014. - С. 107-110.

2.Горбунов Д. А. Особенности пересечения кабельными линиями электропередачи напряжением 6(10) кВ инженерных коммуникаций и сетей / Д. А. Горбунов, С. А. Горемыкин, Н. В. Ситников // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. Труды Всерос. студенческой науч.-техн. конф. Воронеж, 2013. - С. 74-76.

3.Радченко Н. А. Пояснения современных требований выполнения заземления в системах TN / Н. А Радченко, С. А. Горемыкин, Н. В. Ситников // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Труды Всерос. студенческой науч.-техн. конф. Воронеж, 2018. - С. 207-211.

Воронежский государственный технический университет

154

УДК.621.311.22

Н. И. Гусынин, В. П. Шелякин

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕБНЫХ АУДИТОРИЙ И ЛАБОРАТОРИЙ

Рассмотрен вопрос автоматического отключения энергоснабжения в учебных лабораториях вуза по окончании учебных занятий.

Ключевые слова: энергосбережение, геркон.

Часто тратится слишком много энергии там, где можно её сэкономить.

Мы обратили внимание на тот факт, что в некоторых учебных помещениях лампы горят тогда, когда в этом нет необходимости (во время больших перемен или даже в светлое время дня). Основная цель нашего проекта: исследование способов энергосбережения на этапе потребления электроэнергии при освещении.

Как можно сократить потребление электрической энергии, не прибегая к замене существующих источников света? Для этого наиболее приемлемы способы и средства управления светом

В настоящее время средства управления светом это: 1. Датчики движения.

Датчики движения уловят перемещение человека и включат освещение, а через установленное время выключат его, если движения не повторяются.

2. Таймеры.

Таймер, установленный совместно с переключателем, позволит пройти освещаемый коридор или другую площадку, а потом заботливо выключит свет.

3. Фотореле.

Фотореле включит свет, когда темно, и выключит его, если солнечного света достаточно.

4. Программируемые реле.

Алгоритм работы для данных устройств может быть любой сложности, т. е. можно задать необходимый режим работы светильников, и всё будет выполнено с высокой точностью.

Наше предложение – это очень простое и дешёвое, но эффективное устройство для тех сотрудников университета,

155

которые по окончании работы или учебных занятия в аудиториях не выключают освещение или техническое оборудование, что приводит к повышенному расходу электроэнергии, а также повышает уровень пожарной опасности.

Устройство представляет собой датчик управления освещением и энергоснабжением в учебных аудиториях на основе геркона, контакты которого срабатывают при блокировки магнитного поля постоянного магнита запирающим язычком любого замка, установленного в двери аудитории.

Контакты геркона включает силовой коммутирующий прибор на основе симистора, (можно использовать и электромагнитный контактор). Открывая дверь в аудиторию, подключается энергоснабжение её, запирая дверь на замок помещение обесточивается. Установка такого датчика не представляет собой никакой сложности для любого замка. Стоимость устройства в пределах 2-3 долларов США.

Литература

1. Шоффа, В. Н.. Герконы и герконовые аппараты: [Справочник] / В. Н. Шоффа. – М.: Изд-во МЭИ, 1993. – 284 с.

Воронежский государственный технический университет

156

Электроника

157

УДК 621.313

Ха Ань Ту, В. Н. Крысанов, А. С. Кожин

ПРИМЕНЕНИЕ ОДНООПЕРАЦИОННЫХ ТИРИСТОРОВ В УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЯХ ТОКА

Рассмотрены особенности работы однооперационных тиристоров и применение их в управляемых выпрямителях тока для регулирования скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения. Показаны способы компьютерного моделирования рассматриваемых систем в среде Matlab Simulink. Отмечены достоинства и недостатки среды Matlab Simulink как инструмента для разработки полупроводниковых преобразователей на базе однооперационных тиристоров.

Ключевые слова: однооперационный тиристор, управляемый выпрямитель, двигатель постоянного тока независимого возбуждения, Matlab Simulink, компьютерное моделирование переходных процессов.

Вмощных электроустановках регулируемого электропривода постоянного тока применяется управляемый выпрямитель тока. Это устройство способно не только регулировать выходной ток

инапряжение, но и стабилизировать их. Оно построено на базе управляемых силовых вентилей – тиристоров.

Внастоящее время электродвигатель постоянного тока

снезависимой обмоткой возбуждения является одним из наиболее распространенных в автоматизированном электроприводе. Обмотка возбуждения получает питание от независимого источника, отсюда и двигатель называют двигателем постоянного тока независимого возбуждения ДПТ НВ. Результирующее магнитное поле, воздействующее на проводники якоря, создается

спомощью потока обмотки возбуждения и остальных обмоток. При протекании тока в проводниках якоря такое взаимодействие

приводит к появлению электромагнитного момента двигателя M кФ I . Двигатель начинает вращаться, преодолевая статический момент. Пересечение проводниками якоря неподвижного потока полюсов наводит в проводниках ЭДС вращения E кФ . Возникающая ЭДС направлена встречно приложенному напряжению сети.

Компьютерная модель управляемого выпрямителя тока на базе трехфазной нулевой схемы, нагруженной на ДПТ НВ, представлена на рис. 1. Результаты моделирования показаны на рис. 2–4.

158