УДК 551.594

ЗАЩИТА ОТ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ ПС-220/110/10 КВ “ПРИМОРСКАЯ”

Стрижова Татьяна Анатольевна1, Лебедев Алексей Владимирович2
1Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", доцент, кандидат технических наук
2Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", студент

Аннотация
Современные устройства РЗА, ССПИ, АСКУЭ и связи, основанные на микроэлектронных и микропроцессорных элементах, имеют широкие функциональные возможности и ряд других преимуществ перед электромеханическими устройствами. Однако, в отличие от них, современные устройства обладают одним существенным недостатком, заключающимся в повышенной чувствительности к электромагнитным помехам. Электрические станции и подстанции являются мощными источниками электромагнитных полей и помех, поэтому для нормального функционирования современных устройств необходимо обеспечивать их электромагнитную совместимость (ЭМС) с жесткой электромагнитной обстановкой на энергообъектах.

Ключевые слова: импульсные перенапряжения, короткие замыкания, магнитные поля, электромагнитные помехи, электромагнтитная совместимость


PROTECTION AGAINST MAGNETIC FIELDS EQUIPMENT SUBSTATION 220/110/10 KV "PRIMORSKO"

Strizhova Tatyana Anatolyevna1, Lebedev Alexey Vladimirovich2
1National mineral resources University "Mining", Associate Professor, Ph.D.
2National mineral resources University "Mining", student

Abstract
Modern devices of relay protection and automation, telemetry, metering and communications-based microelectronic and microprocessor elements have rich functionality and a number of other advantages over Electromechanical devices. However, in contrast, modern devices have one significant drawback, namely high sensitivity to electromagnetic interference. Electric power stations and substations are powerful sources of electromagnetic fields and noise, so for the normal functioning of modern devices is important to ensure electromagnetic compatibility (EMC) with harsh electromagnetic environment at power plants.

Библиографическая ссылка на статью:
Стрижова Т.А., Лебедев А.В. Защита от действия магнитных полей оборудования ПС-220/110/10 кВ "Приморская" // Современная техника и технологии. 2015. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/02/5119 (дата обращения: 01.07.2017).

Современные устройства РЗА, ССПИ, АСКУЭ и связи, основанные на микроэлектронных и микропроцессорных элементах, имеют широкие функциональные возможности и ряд других преимуществ перед электромеханическими устройствами. Однако, в отличие от них, современные устройства обладают одним существенным недостатком, заключающимся в повышенной чувствительности к электромагнитным помехам. Электрические станции и подстанции являются мощными источниками электромагнитных полей и помех, поэтому для нормального функционирования современных устройств необходимо обеспечивать их электромагнитную совместимость (ЭМС) с жесткой электромагнитной обстановкой на энергообъектах.
Магнитные поля в местах расположения МП аппаратуры.

Расчет напряженностей магнитных полей при КЗ и молниевых разрядах проводился на основе закона Био-Савара.

Закон Био Савара Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Поле при этом создано постоянным током на некотором участке.
Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

Закон Био Савара Лапласа

где I     ток в контуре

μ0-гамма контур, по которому идет интегрирование

r0    произвольная точка

Так как на ПС 220 кВ Приморская планируется установка автоматики защиты от однофазных замыканий на землю в сети 10 кВ, то случаи двойного разнесенного замыкания на землю (фазы замыкаются на землю в разных местах ЗУ ПС) не рассматривались.

Магнитные поля при КЗ в сетях 220 кВ и 10 кВ.

При КЗ в сети 220 кВ максимальное значение магнитного поля в местах размещения МП аппаратуры (за исключением ЗРУ-10 кВ) составит 215 А/м. В помещении ЗРУ-10 кВ при КЗ в сети 220 кВ максимальное значение магнитного поля составит 366 А/м.

Согласно данным для ограничения токов КЗ в сети 10 кВ будут установлены сухие токоограничивающие реакторы с /ном = 3200 А и Хр = 0,1 Ом.

При замыканиях в сети 10 кВ максимальное значение магнитного поля в помещении ЗРУ-10 кВ будет спадать с ростом расстояния до шин 10 кВ, и будет иметь значения, представленные ниже.

Расстояние до шин 10 кВ, м

Тип КЗ

Двухфазное

Трехфазное

1

691

1055

2

208

349

3

100

175

В прочих помещениях с МП аппаратурой напряженность кратковременного магнитного поля (с учетом магнитного поля, создаваемого реакторами) не превысит 200 А/м.

Экранирование микропроцессорной аппаратуры от магнитных полей.

МП-аппаратура, устанавливаемая в ЗРУ-10 кВ будет интегрирована в устанавливаемые ячейки. Защита МП аппаратуры, устанавливаемой в ячейках ЗРУ-10 кВ, от магнитных полей, возникающих в нормальном режиме работы ПС и в режимах замыканий в высоковольтных сетях, должна быть разработана и реализована производителем этой аппаратуры. Защита МП аппаратуры, установленной в ячейках ЗРУ-10 кВ, должна обеспечивать работу устанавливаемой МП аппаратуры в нормальном режиме работы объекта и при замыканиях в сети 10кВ. Данная защита будет обеспечивать также защиту от магнитных полей, возникающих при молниевых разрядах в ближайшие к ЗРУ-10 кВ молниеприемники.

При использовании в прочих помещениях МП аппаратуры, испытанной не ниже, чем по 4-му (300 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию к кратковременного магнитного поля промышленной частоты в соответствии с ГОСТ Р 50648-94, и по 5-му (1000 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию импульсного магнитного поля в соответствии с ГОСТ Р 50649-94, необходимости в дополнительном экранировании МП аппаратуры нет.

При использовании в прочих помещениях МП аппаратуры, испытанной не ниже, чем по 4-му (300 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию к кратковременного магнитного поля промышленной частоты в соответствии сГОСТ Р 50648-94, и по 4-му (300 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию импульсного магнитного поля в соответствии с ГОСТ Р 50649-94, при расположении МП аппаратуры на расстоянии более 3 м от токоотводов, необходимости в дополнительном экранировании МП аппаратуры нет.

При использовании в помещении панелей управления и автоматики МП аппаратуры, испытанной не ниже, чем по 4-му (300 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию к кратковременного магнитного поля промышленной частоты в соответствии с ГОСТ Р 50648-94, и по 4-му (300 А/м) классу жесткости на устойчивость к воздействию импульсного магнитного поля в соответствии с ГОСТ Р 50649-94, при расположении МП аппаратуры на расстоянии менее 3 м от токоотводов, необходимо принятие одной из следующих мер по экранированию МП аппаратуры:

1. Разместить МП аппаратуру в стальных экранирующих шкафах, с толщиной стенок не менее 1,0 мм. Экранирующие шкафы должны удовлетворять следующим требованиям: в экранирующем шкафу должно быть сведено к минимуму наличие щелей, которые значительно уменьшают экранирующий эффект. Это может быть сделано с помощью комбинированных уплотнителей ЭМС/IP (например, ЭМС-прокладки), которые обеспечивают герметичный и электрический контакт по всему периметру между панелями и каркасом шкафа. Таким же образом должен обеспечиваться контакт между дверью и корпусом шкафа в закрытом состоянии. При этом поверхности соприкосновения с уплотнителями должны быть либо не окрашены, либо зачищены от непроводящей краски, либо окрашены проводящей краской. Для экранирования смотровых окон может быть использована стальная сетка размером ячейки не более 20х20 мм и толщиной не менее 1,0 мм. Сетка должна иметь надежный электрический контакт с металлоконструкциями стенки шкафа по всему периметру. Другим вариантом экранирования окон является использование стекол с проводящим покрытием (например, из сплава оксида индия и олова -ITO, широко используемого в LCD-промышленности). При использовании стекол с проводящими покрытиями необходимо обеспечить электрическийконтакт между проводящим слоем и металлоконструкциями шкафа, желательно по всему периметру стекол.

2. Экранировать помещение панелей управления и автоматики стальной просечной (или сварной, паяной) сеткой (толщиной не менее 1,0 мм). Вся внутренняя поверхность помещений должна быть закрыта сеткой (стены, потолок, пол) с размером ячейки не более 20х20 мм. При этом должны быть выполнены требования, аналогичные требованиям, предъявляемым к экранирующим шкафам, а именно надежный электрический контакт по периметру между листами сетки, как на стенах, так и на окнах, полу, потолке, а также с элементами системы уравнивания потенциалов. Рекомендуется сварное соединение (допускается пайка). Окна помещений, в которых расположена МП аппаратура следует экранировать стальной просечной (или сварной, паяной) сеткой. Сетка должна быть толщиной не менее 1,0 мм и размером ячейки не более 50х50 мм. Необходимо обеспечить надежный электрический контакт (при помощи сварки либо пайки) между сеткой, экранирующей окна и сеткой, экранирующей стены здания.


Библиографический список
  1. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 –750 кВ (СТО 59647007 – 29.240.10.028 – 2009).
  2. ГОСТ Р 50839-2000  Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость средств вычислительной техники и информатики к электромагнитным помехам. Требования и методы испытаний.
  3. ГОСТ Р 51317.2.5-2000 Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств.
  4. ГОСТ Р 51317.3.8-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Передача сигналов по низковольтным электрическим сетям. Уровни сигналов, полосы частот и нормы электромагнитных помех.
  5. Стрижова Т.А., Лебедев А.В. Защита от импульсных перенапряжений оборудования ПС-220/10 кВ “Приморская”//Современная техника и технологии, 2014, №12


Все статьи автора «Стрижова Татьяна Анатольевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: