Исследование влияния промышленных помех на надежность работы электрооборудования и системы автоматики электрических станций и подстанций
|
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЭЛЕМЕНТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ УЧАСТКОВ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 8
1.1 Понятие частотного регулирования 8
1.2 Автоматы частотной разгрузки 9
1.3 Ложные срабатывания АЧР 15
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ УСТРОЙСТВ 17
2.1 Понятие электромагнитной совместимости 17
2.2 Источники электромагнитных помех 18
3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ 22
3.1 Методика расчета ЭМО вблизи линии электропередач 22
3.2 Методика определения электромагнитной совместимости при ударах
молнии 30
3.3 Влияние ЭМ полей радиочастотного диапазона на ЭМС 32
3.4 Краткая характеристика объекта 33
4 РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ НАВЕДЕННЫХ ПОМЕХ 37
4.1 Расчет полевых помех при КЗ 37
4.2 Расчет помех, возникающих при КЗ 40
4.3 Расчет уровней воздействий импульсных полевых помех, возникающих при
ударах молнии 43
4.4 Расчет уровней воздействий импульсных перенапряжений на ЗУ,
возникающих при ударах молнии 45
4.5 Расчет уровней воздействий электромагнитных полей промышленной
частоты 47
4.6 Определение величины напряжения прикосновения при КЗ на ОРУ-220 .. 49
4.7 Обеспечение защиты от воздействий разрядов статического электричества50
4.8 Обеспечение защиты от кондуктивных помех 51
4.9 Воздействие тока КЗ на проводники 52
5.ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ 58
5.1 Принцип измерения амплитуды импульсных помех 6 РАССЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ И РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СТЕПЕНИ ЖЕСТКОСТИ ИСПЫТАНИЙ
МП АППАРАТУРЫ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЭЛЕМЕНТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ УЧАСТКОВ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 8
1.1 Понятие частотного регулирования 8
1.2 Автоматы частотной разгрузки 9
1.3 Ложные срабатывания АЧР 15
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ УСТРОЙСТВ 17
2.1 Понятие электромагнитной совместимости 17
2.2 Источники электромагнитных помех 18
3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ 22
3.1 Методика расчета ЭМО вблизи линии электропередач 22
3.2 Методика определения электромагнитной совместимости при ударах
молнии 30
3.3 Влияние ЭМ полей радиочастотного диапазона на ЭМС 32
3.4 Краткая характеристика объекта 33
4 РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ НАВЕДЕННЫХ ПОМЕХ 37
4.1 Расчет полевых помех при КЗ 37
4.2 Расчет помех, возникающих при КЗ 40
4.3 Расчет уровней воздействий импульсных полевых помех, возникающих при
ударах молнии 43
4.4 Расчет уровней воздействий импульсных перенапряжений на ЗУ,
возникающих при ударах молнии 45
4.5 Расчет уровней воздействий электромагнитных полей промышленной
частоты 47
4.6 Определение величины напряжения прикосновения при КЗ на ОРУ-220 .. 49
4.7 Обеспечение защиты от воздействий разрядов статического электричества50
4.8 Обеспечение защиты от кондуктивных помех 51
4.9 Воздействие тока КЗ на проводники 52
5.ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ 58
5.1 Принцип измерения амплитуды импульсных помех 6 РАССЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ И РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СТЕПЕНИ ЖЕСТКОСТИ ИСПЫТАНИЙ
МП АППАРАТУРЫ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
Электроэнергетика является одной из наиболее важных отраслей народного хозяйства. Специфичность ее технологических процессов, необходимость обеспечения бесперебойной работы параллельно работающего
электрооборудования с различными особенностями и режимами энергопотребления, непрерывность обеспечиваемых процессов производства, передачи и потребления электроэнергии, а так же высокая скорость протекания процессов в сетях электроснабжения требует недоступных человеку скорости и точности реакций. Взаимосвязь процессов, протекающих в энергосистеме, ведет к влиянию аварийного режима работы одного из элементов на работоспособность остальных, тем самым негативно влияя на работу всей системы. В ряде случаев, нестабильность энергоснабжения потребителей приводит к серьезным нарушениям технологического процесса, ведущие к нарушению работы предприятий.
Особенностью современных систем энергоснабжения является высочайшая скорость протекания процессов, что приводит к неспособности оперативного персонала полноценно контролировать обслуживаемую сеть вследствие ограниченной скорости реакции человека. Все это влечет за собой необходимость широкой автоматизации энергетических систем: оснащение их автоматическими устройствами (механическими либо электро-механическими), управляющими процессами, протекающими в сети.
Все устройства автоматики по своему назначению и области применения можно подразделить на две группы: технологическую и системную автоматику.
В свою очередь, устройства автоматики в каждой из этих групп делятся на устройства автоматического управления и устройства автоматического регулирования.
Технологическая автоматика обеспечивает автоматическое управление или регулирование в нормальном режиме работы:
• автоматическое регулирование напряжения (АРН);
• автоматическая синхронизация генераторов (АСГ);
• автоматическое частотное регулирование (АЧР).
электрооборудования с различными особенностями и режимами энергопотребления, непрерывность обеспечиваемых процессов производства, передачи и потребления электроэнергии, а так же высокая скорость протекания процессов в сетях электроснабжения требует недоступных человеку скорости и точности реакций. Взаимосвязь процессов, протекающих в энергосистеме, ведет к влиянию аварийного режима работы одного из элементов на работоспособность остальных, тем самым негативно влияя на работу всей системы. В ряде случаев, нестабильность энергоснабжения потребителей приводит к серьезным нарушениям технологического процесса, ведущие к нарушению работы предприятий.
Особенностью современных систем энергоснабжения является высочайшая скорость протекания процессов, что приводит к неспособности оперативного персонала полноценно контролировать обслуживаемую сеть вследствие ограниченной скорости реакции человека. Все это влечет за собой необходимость широкой автоматизации энергетических систем: оснащение их автоматическими устройствами (механическими либо электро-механическими), управляющими процессами, протекающими в сети.
Все устройства автоматики по своему назначению и области применения можно подразделить на две группы: технологическую и системную автоматику.
В свою очередь, устройства автоматики в каждой из этих групп делятся на устройства автоматического управления и устройства автоматического регулирования.
Технологическая автоматика обеспечивает автоматическое управление или регулирование в нормальном режиме работы:
• автоматическое регулирование напряжения (АРН);
• автоматическая синхронизация генераторов (АСГ);
• автоматическое частотное регулирование (АЧР).
На основании расчетов электромагнитных помех для МП аппаратуры, устанавливаемой в РЩ ОРУ-220 кВ здания БВС для оборудования ОРУ-220 кВ, получена следующая картина электромагнитной обстановки:
1) Расчетное значение напряжения на ЗУ ОРУ-220 кВ при КЗ в сети 220 кВ не превысит 3,13 кВ, что меньше допустимого значения (10 кВ), согласно ПУЭ . При этом защита от выноса потенциала не требуется.
2) Максимальное напряжение прикосновения на ОРУ-600 кВ в ячейках ВЛ равно 43 В, что не превышает допустимого значения 65 В для времени действия резервной защиты [10, п.1.7.91], согласно ГОСТ 12.1.038-82 .
3) При КЗ на КС ВЛ Троицкая ГРЭС и КС ВЛ Шагол уровень импульсных помех на входах МП устройств, использующих цепи ВЧ связи, превысит допустимое значение для аппаратуры, испытанной по третьей степени жесткости - 2,5 кВ, согласно ГОСТ Р 51317.4.12-99 .
4) Уровень наведенных помех при коммутациях и коротких замыканиях на остальном оборудовании ОРУ-220 кВ не превысит 2,1 кВ, что соответствует уровню испытаний МП аппаратуры по третьей степени жесткости, согласно ГОСТ Р 51317.4.12- 99 . Рекомендуется установить на входах МП устройств, использующих цепи ВЧ связи, варистор типа S20K1000 или аналогичный, при этом предпочтительно применение входящих в заводскую поставку УЗИП.
5) Импульсные напряжения при ударах молнии, приложенные к входам МП устройств, не превысят допустимого значения для аппаратуры, испытанной по четвертой степени жесткости - 4 кВ, согласно ГОСТ Р 51317.4.5-99 .
6) Потенциал, приложенный к изоляции кабелей, не превысит допустимого значения - 23 кВ, согласно [9].
7) Потенциал на ЗУ вблизи кабельных каналов не превысит допустимого значения напряжения электрического пробоя 100 кВ/м, согласно 8) Для защиты от внутренних источников поля - переносных радиопередающих устройств рекомендуется устанавливать МП аппаратуру, испытанную по третьей степени жесткости согласно ГОСТ 30804.4.3-2013 [15], и ограничить применение радиостанций и сотовых телефонов.
9) Напряженность импульсного магнитного поля в помещении РЩ ОРУ- 220 кВ и в местах установки МП аппаратуры составляет 214 А/м и не превышает допустимого значения для МП аппаратуры, испытанной по четвертой степени жесткости, согласно ГОСТ Р 50649-94 - 300 А/м [16].
10) При существующем напольном покрытии (наливной пол) на РЩ (ЭРУ- 220 кВ и поддержании высокой относительной влажности уровень электростатического потенциала не превысит 6 кВ. Рекомендуется устанавливать МП аппаратуру, испытанную по третьей степени жесткости испытаний, согласно ГОСТ Р 51317.4.2-2010 [17].
11) Наносекундные импульсные помехи не превысят допустимого
значения для МП устройств, испытанных по четвертой степени жесткости, согласно ГОСТ 30804.4.4- 2013 [6], при установке электромеханических
устройств и МП аппаратуры на разных панелях и их питании с разных фидеров.
12) Кондуктивные помехи не превысят допустимого значения для МП устройств, испытанных по третьей степени жесткости 10 В, согласно ГОСТ Р 51317.4.6-99 [20], при использовании экранированных контрольных кабелей с двухсторонним заземлением.
13) При выполнении вышеуказанных рекомендаций, ЭМС
устанавливаемых МП устройств для оборудования ячеек ВЛ ОРУ-220 кВ и ШР 220 кВ будет обеспечена.
1) Расчетное значение напряжения на ЗУ ОРУ-220 кВ при КЗ в сети 220 кВ не превысит 3,13 кВ, что меньше допустимого значения (10 кВ), согласно ПУЭ . При этом защита от выноса потенциала не требуется.
2) Максимальное напряжение прикосновения на ОРУ-600 кВ в ячейках ВЛ равно 43 В, что не превышает допустимого значения 65 В для времени действия резервной защиты [10, п.1.7.91], согласно ГОСТ 12.1.038-82 .
3) При КЗ на КС ВЛ Троицкая ГРЭС и КС ВЛ Шагол уровень импульсных помех на входах МП устройств, использующих цепи ВЧ связи, превысит допустимое значение для аппаратуры, испытанной по третьей степени жесткости - 2,5 кВ, согласно ГОСТ Р 51317.4.12-99 .
4) Уровень наведенных помех при коммутациях и коротких замыканиях на остальном оборудовании ОРУ-220 кВ не превысит 2,1 кВ, что соответствует уровню испытаний МП аппаратуры по третьей степени жесткости, согласно ГОСТ Р 51317.4.12- 99 . Рекомендуется установить на входах МП устройств, использующих цепи ВЧ связи, варистор типа S20K1000 или аналогичный, при этом предпочтительно применение входящих в заводскую поставку УЗИП.
5) Импульсные напряжения при ударах молнии, приложенные к входам МП устройств, не превысят допустимого значения для аппаратуры, испытанной по четвертой степени жесткости - 4 кВ, согласно ГОСТ Р 51317.4.5-99 .
6) Потенциал, приложенный к изоляции кабелей, не превысит допустимого значения - 23 кВ, согласно [9].
7) Потенциал на ЗУ вблизи кабельных каналов не превысит допустимого значения напряжения электрического пробоя 100 кВ/м, согласно 8) Для защиты от внутренних источников поля - переносных радиопередающих устройств рекомендуется устанавливать МП аппаратуру, испытанную по третьей степени жесткости согласно ГОСТ 30804.4.3-2013 [15], и ограничить применение радиостанций и сотовых телефонов.
9) Напряженность импульсного магнитного поля в помещении РЩ ОРУ- 220 кВ и в местах установки МП аппаратуры составляет 214 А/м и не превышает допустимого значения для МП аппаратуры, испытанной по четвертой степени жесткости, согласно ГОСТ Р 50649-94 - 300 А/м [16].
10) При существующем напольном покрытии (наливной пол) на РЩ (ЭРУ- 220 кВ и поддержании высокой относительной влажности уровень электростатического потенциала не превысит 6 кВ. Рекомендуется устанавливать МП аппаратуру, испытанную по третьей степени жесткости испытаний, согласно ГОСТ Р 51317.4.2-2010 [17].
11) Наносекундные импульсные помехи не превысят допустимого
значения для МП устройств, испытанных по четвертой степени жесткости, согласно ГОСТ 30804.4.4- 2013 [6], при установке электромеханических
устройств и МП аппаратуры на разных панелях и их питании с разных фидеров.
12) Кондуктивные помехи не превысят допустимого значения для МП устройств, испытанных по третьей степени жесткости 10 В, согласно ГОСТ Р 51317.4.6-99 [20], при использовании экранированных контрольных кабелей с двухсторонним заземлением.
13) При выполнении вышеуказанных рекомендаций, ЭМС
устанавливаемых МП устройств для оборудования ячеек ВЛ ОРУ-220 кВ и ШР 220 кВ будет обеспечена.





