Технологии решения проблем ЭМС на электросетевых объектах М.Б. Кузнецов к.ф.-м.н., М.В. Матвеев к.ф.-м.н. ООО «ЭЗОП» - Электроэнергетика, Защита От Помех. - презентация

1 Технологии решения проблем ЭМС на электросетевых объектах М.Б. Кузнецов к.ф.-м.н., М.В. Матвеев к.ф.-м.н. ООО «ЭЗОП» - Электроэнергетика, Защита От Помех Тел: (495) Тел/факс (499)

2 Методические указания по обеспечению электромагнитной совместимости на электросетевых объектах ЕНЭС. Стандарт организации, СТО Руководство по обеспечению электромагнитной совместимости вторичного оборудования и систем связи электросетевых объектов. Стандарт организации. СТО НТД по решению проблем ЭМС

3 Требования по ЭМС Организационные мероприятия для объектов нового строительства, комплексного технического перевооружения и реконструкции, расширения действующих объектов, при модернизации или замене отдельных устройств включают: разработку проектных решений по обеспечению ЭМС на стадии проекта; выбор вторичного оборудования по помехоустойчивости (степень жесткости испытаний) в соответствии с ЭМО на электросетевом объекте; реализацию принятых проектных решений в конструкторской, строительной, монтажной и другой документации на стадии разработки рабочей документации; авторский надзор за выполнением проектных решений при производстве строительно-монтажных работ; проведение приемо-сдаточных испытаний с целью подтверждения достаточности выполненных мероприятий.

4 Новые документы по ЭМС Организационные мероприятия для действующих объектов включают: проведение периодического контроля ЭМО при эксплуатации электросетевого объекта (не реже 1 раза в 12 лет); выполнение проекта по устранению недостатков, вызванных несоблюдением требований ЭМС; выполнение ремонтных работ в соответствии с проектом и послеремонтная проверка ЭМО.

5 В настоящее время при реконструкции и перевооружении существующих энергообъектов (ЭС и ПС) возникает необходимость установки МП аппаратуры. Специфика работ на существующих объектах Размещение аппаратуры и прокладка её цепей осуществляется в условиях объектов, спроектированных, как правило, без учета требований ЭМС. При установке новой МП аппаратуры на существующих ПС/ЭС полная реконструкция таких объектов не предусматривается. Это может приводить к необоснованному увеличению и удорожанию защитных мероприятий для вновь размещаемой аппаратуры, что в условиях ограниченных средств не всегда позволяет решить проблему ЭМС оптимально

6 Определение уровня помех при молниевых разрядах и коэффициента ослабления помех экранами и кабельными конструкциями

7 Определение коэффициента ослабления помех экранами а) экран кабеля не заземлён б) экран кабеля заземлён со стороны ОРУ в) экран кабеля заземлён на РЩ г) экран кабеля заземлён с двух сторон Рисунок 4. Осциллограммы моделирования молниевого импульса на ПС при различных вариантах заземления экрана кабеля. Синим цветом показаны импульсы тока, красным – напряжения между заземлением контейнера РЩ и фазой В трансформатора тока. Разности потенциалов снижены в 20 раз!!!

8 Защитные мероприятия Улучшение состояния заземляющего устройства обследованных ячеек, зданий с МП аппаратуры, района прокладки вторичных цепей. Экранирование вторичных цепей. Использование экранирующих свойств кабельных конструкций Экранирование аппаратуры. Применение устройств защиты от импульсных перенапряжений. Стабилизация и фильтрация напряжения питания Применение специальных антистатических покрытий и средств климат-контроля. В процессе реконструкции, вызванной частичной реконструкцией ПС, как правило, не подвергается коренной реконструкции система молниезащиты ПС/ЭС и вся система заземления. Это накладывает более жёсткие требования на разрабатываемые рекомендации В настоящее время доступен широкий арсенал методов снижения уровней помех.

9 Частичная реконструкция ЗУ Наиболее эффективным способом снижения ВЧ-помех в условиях ограниченных возможностей реконструкции ПС, помимо использования экранирующих свойств кабелей и кабельных конструкций, является локальное усиление ЗУ, особенно с помощью вертикальных заземлителей, устанавливаемых непосредственно под ЭА

10 Схема оптимизации системы заземления элементов молниезащиты Существующая и рекомендуемая схемы заземляющего устройства ОРУ 110кВ реального энергообъекта

11 Схема заземления, мероприятия по улучшению ЗУ согласно НТД Для снижения напряжения и тока до допустимых значений применяют следующие технические решения: - уменьшают шаг ячейки сетки по заземляющему устройству, прокладывая дополнительные горизонтальные заземлители; - прокладывают дополнительные заземляющие проводники от силового оборудования; - устанавливают вертикальные заземлители; - применяют для сетки заземлителя и заземления оборудования проводники из меди вместо стали; - прокладывают вдоль кабельной трассы параллельные заземляющие проводники;

12 Снижение импульсных и ВЧ помех Двухстороннее заземление экранов Экранированный кабель Экран кабеля не заземлён Экран кабеля заземлён с двух сторон Использование экранирующих свойств кабельных конструкций Помехи могут быть снижены в 4-60 раз!!!

13 Экранирование аппаратуры Часто требуется обеспечить экрани- рование аппаратуры от импульсного поля тока молнии. Иногда возникает необходимость в экранировании магнитного поля промышленной частоты в нормальном режиме работы электроустановки и при КЗ. Обычно используются экраны сплошные (например, специальные аппаратные шкафы в ЭМС исполнении) или экраны из сетки (сварной или просечной). Без экрана – 400 А/м. С экраном – 55 А/м.

14 Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) УЗИП являются аналогом высоковольтных разрядников и ОПН для низковольтных цепей. Обычно используют твердотельные рабочие элементы (варисторные сборки или стабилитроны) и разрядники. В любом случае, принцип действия подобных устройств основан на скачкообразном снижении сопротивления активного элемента под действием перенапряжения. Согласно «МУ по ЭМС» выбор УЗИП и решение об их применении осуществляют на основании специальной разработки. При выполнении проекта установки УЗИП необходимо показать, что устанавливаемые устройства не влияют на полезный сигнал и не снижают надежности работы вторичного оборудования. Также должны быть даны указания по обслуживанию устройств в эксплуатации

15 Разработка технических решений по обеспечению качества электропитания постоянным током вторичного оборудования Для обеспечения качественного электропитания постоянным током применяют следующие технические решения: - выбирают выпрямительные устройства и коммутационное оборудование для сетей оперативного постоянного тока с учетом нормируемых параметров; - устройства, чувствительные к электромагнитным помехам, и силовые аппараты, питают по разным фидерам; - кабели сети постоянного тока, проходящие в распределительном устройстве, прокладывают с экраном или броней (использование неэкранированных кабелей допускается, только если расчетный уровень наведенных импульсных помех не превышает допустимых значений).

16 Разработка технических решений по обеспечению качества электропитания переменным током вторичного оборудования - применяют систему электропитания TN-S. - для уменьшения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения выделяют нелинейные нагрузок на отдельную систему шин; используют фильтровые устройства; применяют специальное оборудования («ненасыщающиеся» трансформаторы, многофазные преобразователи с улучшенными энергетическими показателями); - для исключения провалов, прерывания напряжения или повышения напряжения применяют системы гарантированного бесперебойного электропитания на базе ИБП и дизельных электростанций;

17 Гальваническая развязка (изоляция) Задачей гальванической развязки является подавление помех, обусловленных разностью потенциалов между различными «землями». Возможно применение следующих средств гальванической развязки: Оптических кабелей Оптронов Разделительных (изолирующих) трансформаторов

18 Другие мероприятия Фильтрация Стабилизация напряжения питания Применение антистатических покрытий

19 Выводы Работы по обеспечению ЭМС целесообразно начинать на наиболее ранней стадии – проектирования, поскольку некоторые решения, принятые на ранних этапах работы, могут значительно упростить и удешевить мероприятия, направленные на обеспечение ЭМС. К таким решениям относятся: выбор и способ трасс новых прокладки вторичных цепей, уровни помехоустойчивости аппаратуры и необходимость использования экранирующих шкафов, необходимость и объём реконструкции ЗУ, и т.п. Работы должны проводиться в режиме постоянного обмена информацией между проектировщиками и организацией, разрабатывающей мероприятия по обеспечению ЭМС. Крайне желательно проведение итогового контроля разработанных мероприятий, с целью определения достаточности разработанных и реализованных мер.

20 М.Б. Кузнецов к.ф.-м.н., М.В. Матвеев к.ф.-м.н. ООО «ЭЗОП» - Электроэнергетика, Защита От Помех Тел: (495) Тел/факс (499) Спасибо за внимание