Глава 10. Способы снижения помех на электрических станциях и подстанциях. Металлического корпуса имеют плохой кон­такт друг с другом.

металлического корпуса имеют плохой кон­такт друг с другом.

Проникновение полей РЧ-диапазона в аппаратуру через сигнальные кабели явля­ется преобладающим видом воздействия во многих подверженных помехам установках, так как воздействие осуществляется на наи­более чувствительные порты системы. В частности, это справедливо, если исполь­зуются сигналы низкого уровня без филь­трации или промежуточного преобразова­ния входного сигнала. Даже в случае с сим­метричными усилителями, когда наводка РЧ-диапазона является синфазной помехой, помеха все равно может иметь место, так как ослабление синфазной помехи актив­ного устройства обычно уменьшается на высоких частотах и/или при высоких уров­нях снижаемых синфазных напряжений.

К счастью, кабели общего применения для аппаратуры обычно выполнены из ди­электрических материалов, имеющих значи­тельные потери на ОВЧ и УВЧ, вследствие чего в них происходит существенное зату­хание на этих частотах. Затухание в про­воднике кабеля длиной 10 м на частоте 30 МГц может составить 10 дБ, на частоте 100 МГц — 20 дБ и на частоте 400 МГц — около 60 дБ. По этой причине, а также бла­годаря наличию металлических корпусов и других экранирующих элементов место и зона действия излучаемых полей в общем случае будут определяемыми, а помехи — незначительными.

Однако для рассматриваемого частотно­го диапазона (до 470 МГц) большинство проводников заземления, связанных с элек­тронным оборудованием, являются элект­рически длинными. В частности, везде, где соединение между экранами кабеля и кор­пусами оборудования выполнено не коак-сиально (по периметру), существует веро­ятность возникновения помехи.

В подобной ситуации находятся цепи датчиков (например, датчиков давления), подключенных к оборудованию сигналь­ными цепями на 4—20 мА и с удаленным

питанием постоянным током. Наведенные в обмотках датчика напряжения порядка нескольких вольт могут с легкостью выз­вать срабатывание преобразователя и изме­нить значение постоянного тока в цепи.

Следует отметить, что некоторые серво­приводы также очень чувствительны к помехам подобного рода. По указанным причинам максимально допустимая мощ­ность ручных радиопередатчиков ограни­чена уровнем 200 мВт или еще меньше (на атомных электростанциях), а в некоторых странах они полностью запрещены.

Другие источники воздействий. Среди других возможных источников помех сле­дует отметить электросварку, которая, подобно КЗ на частоте 50/60 Гц, может вызывать протекание значительных токов по сети заземления. Однако вопреки широко распространенному мнению решением проблемы является выполнение сети зазем­ления в виде многократно замкнутой, а не радиальной сети для создания кратчайшего пути возврата тока источника возмущения и снижения вероятности возникновения связи через общее полное сопротивление.

Кроме НЧ-помех данного типа, свароч­ные системы вследствие возникновения ВЧ-колебаний при работе сварочных пис­толетов плазменного типа могут являться источниками излучения,

Излучение радара находится на самом конце спектрального диапазона помех.

Так как электростанции обычно распола­гаются вблизи загруженных водных путей, вероятность воздействия радаров на элект­ронное оборудование ПС не так уж мала.

Хотя нам не известно о случаях воз­действия помех такого типа на оборудова­ние электростанций, на практике встреча­ются случаи возникновения помех от работы микроволновых радиосистем, свя­занные с прохождением судов по водным артериям вблизи объектов.

Уровни испытательных воздействий на оборудование ЭС и ПС. В § 10.2 и 10.4 сформулированы основные положения, каса-

10.6- Природа возникновения и уровни помех на электростанциях

ющиеся прокладки кабелей и связанные с ЭЛЕМ способы снижения помех, на основе описаний источников помех, приведенных в гл. 3, и путей передачи помех на воспри­имчивые к ним цепи (см. гл. 2).

Ранее были проанализированы возмож­ные уровни возмущений в цепях различ­ных типов.

Настоящий раздел является естествен­ным продолжением предыдущих в части попыток оценить максимальный уровень возмущений, воздействующих на оборудо­вание, и сопоставить его с испытательны­ми воздействиями.

Электромагнитная обстановка зависит от природы возмущений, механизмов их передачи, места расположения оборудова­ния и способов его подключения к другим устройствам.

По указанным причинам информацион­ная связь между оборудованием осущест­вляется при помощи портов. Дать точные значения ожидаемых уровней помех невоз­можно вследствие наличия огромного чис­ла влияющих факторов. По этим причинам уровни помех делятся на несколько клас­сов, после чего становится возможным соз­дание спецификаций на тесты по помехоза­щищенности.

Нормы ГОСТ выделяют четыре класса ЭМО окружающей среды.

В соответствии с рекомендациями МЭК, можно выделить пять (или шесть) классов ЭМО от 0 класса (очень хорошо защищен­ного от помех объекта) до 4 класса (объект подвергается многим возмущениям) или да­же специального класса X.

Помехи на сигнальных портах оборудо­вания подразделяются на четыре класса (см. рис. 10.1 и 10.2 и табл. 10.3).

В данной классификации не учитыва­ется, где установлено само оборудование — на электростанции, подстанции или в дру­гих условиях. Это обусловлено тем, что многие источники кондуктивных помех (молния, быстрые переходные процессы в цепях низкого напряжения) не связаны с конкретным видом установки, а также потому, что методы снижения помех, в общем случае, применяются в условиях, где источники возмущений хорошо изве­стны (например, быстрые переходные про­цессы при коммутациях в цепях высокого напряжения подстанций).

Ранее было сделано допущение о том, что воздействующие на оборудование воз­мущения на ПС высокого напряжения мо­гут быть более сильными, чем в других местах, но при этом не должны зависеть от места расположения оборудования в преде­лах ПС или электростанции. Кроме того, предполагалось, что для цепей питания, по

Таблица 10.3. Классификация сигнальных портов оборудования по уровням воздействующих помех

352 Га а в а 10. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОМЕХ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ

сравнению с другими цепями. ЭМО являет­ся более сложной, но, опять же, не дела­лось никаких различий относительно места расположения установки, так как предпо­лагалось, что для всего оборудования уста­новки система электропитания общая.

Для получения общего представления о вероятных уровнях помех ниже приводятся некоторые типовые испытательные воз­действия, используемые при сертифика­ции оборудования (табл. 10.4—10.6).

Приводимые данные включают в себя некоторый запас по отношению к действи-

тельному уровню помехоустойчивости не только потому, что они являются тесто­выми величинами, но и потому, что их выбор основан на допущении того, что часто используется минимальный набор методов снижения помех.

Также важно не путать классификацию электромагнитной обстановки, относящу­юся к оборудованию (входным/выходным цепям), с уровнями воздействий при испы­таниях на устойчивость к условиям среды, которые для каждой цепи в разных тестах могут отличаться друг от друга.

Таблица 10.4. Уровни воздействий при типовых испытаниях сигнальных входных/выходных цепей

Таблица 10.5. Уровни воздействий при типовых испытаниях силовых непей нитяная переменным и постоянным током

Таблица 10.6. Уровни воздействий при типовых испытаниях экранирующих свойств

корпуса оборудования