1.4 Технические источники помех

Необозримо число и разнообразие электрических и электронных средств, устройств. Служащих для производства, распределения электроэнергии и превращение ее в другие виды энергии. Во всех этих устройствах и приборах протекают нормальные и аварийные электромагнитные процессы, являющиеся потенциальными источниками помех.

Все процессы можно разделить на два класса.

Первый класс охватывает процессы, создающие помехи от нескольких герц до 100 ГГц. Они создаются всеми устройствами электроснабжения переменного и многофазного напряжения, выпрямительными устройствами, воздушными линиями электропередач, коллекторными электрическими машинами, люминесцентными лампами, системами зажигания двигателя внутреннего сгорания, микроволновыми печами, сваркой и многими другими устройствами.

Второй класс охватывает процессы, создающие апериодические, случайно возникающие во времени процессы с широким частотным спектром. Причинами появления таких помех являются отключение (включение) линий электропередачи, силовых трансформаторов, конденсаторных батарей, а так же возникновение коротких замыканий, замыканий на землю фазы.

1.4.1 Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием подстанций

Силовое оборудование подстанций (шины, силовые кабели, реакторы, трансформаторы), находящееся под напряжением создает вокруг себя электрические и магнитные поля промышленной частоты.

Напряженности этих полей зависят от класса напряжения и тока в силовом оборудовании, а, кроме того, и от пространственного положения проводников с током (в частности, от высоты проводников над поверхностью земли, междуфазного расстояния, последовательности фаз и числа цепей ).

Магнитные и электрические поля промышленной частоты могут оказывать неблагоприятное влияние на автоматические и автоматизированные системы технологического управления электротехническими объектами из-за низкочастотных поводок в цепях сигнализации и управления, в измерительных цепях, воздействуя непосредственно на микропроцессорные устройства. На рисунке 1.6 приведена картина магнитного поля токоограничивающего реактора.

Рисунок 1.6 − Картина магнитного поля от токоограничивающего реактора

В таблице 1.4 приведены некоторые данные, характеризующие напряженность магнитного поля промышленной частоты на объектах электроэнергетике.

Предприятие, устройство	Место измерения	Напряженность, А/м
Электростанция	На расстоянии 0,3; 0,5; 1,0; 1,5 м от ячейки распределительного устройства 6 кВ На расстоянии 0,3; 0,5; 1,0; м от двигателя мощностью 6 МВА	13; 9; 4,3; 2,4 26; 15; 7
Линия электропередачи 330 кВ	Под проводами в середине пролета при токе 1 кА	10
Подстанция	Под сборными шинами 330 кВ с током 0,5 кА	14
Электротяговая подстанция 16,67 Гц	На расстояние 16 м от распределительного устройства 15 кВ	4-6
	Непосредственно в распределительном устройстве	до 80
Устройство для плавки алюминия	На расстоянии 6 м от шин с током 100 кА	1200 А/м
Электростанция	На расстоянии 0,3; 0,5; 1,0; 1,5 м от генераторных сборных шин с током 2,2 кА Вблизи трансформатора мощностью 160 МВА, связывающий генератор с сетью высокого напряжения	36; 22; 12; 6,5 6,4

Таблица 1.4

Напряженность магнитного поля промышленной частоты на объектах

электроэнергетике

Аварийные режимы работы оборудования на электростанциях и подстанциях оказывают существенное влияние на электромагнитную обстановку.

Анализ повреждений и неправильная работа устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), входящих в состав электротехнических объектов, показал что, 10-15 % из них обусловлены неблагоприятной электромагнитной обстановкой на энергообъектах.

Примеры повреждений и неправильной работы устройств РЗА из-за воздействия электромагнитных помех приведены в таблице 1.5.

№ п/п	Событие	Последствия	Причины
Коммутации в первичных цепях
1	Коммутация разъединителя на подстанциях (ПС)	Локальная работа РЗА	Неисправно ЗУ. Высокий уровень импульсных помех
2	Коммутация выключателем 10 кВ по подстанции с закрытым РУ	Локальная работа РЗА. Отключалась линия 110 кВ	Импульсные помехи в сети постоянного тока более 2 кВ
3	Коммутация разъединителя на ПС	Повреждение электронного реле	Высокий уровень импульсных помех. Низкая помехоустойчивость
4	Коммутация разъединителя на ПС	Сбой в работе автоматики контроля плотности элегаза. Заблокировано управление выключателем 110 кВ	Низкая помехоустойчивость аппаратуры
5	Коммутация выключателем 110 кВ	Ложное отключение выключателя 110 кВ	Импульсные помехи в цепях оперативного тока
Короткое замыкание в цепях высокого напряжения
1	КЗ на землю на шинах 110 кВ ПС	Поврежден аппарат РЗА. Отключено 6 линий 110 кВ	Неисправно ЗУ. Перекрытие с ЗУ на цепи постоянного тока
2	КЗ на землю на шинах 110 кВ ПС	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 500 кВ	Неисправно ЗУ

Таблица 1.5

Примеры неправильной работы устройств РЗА из-за воздействия

электромагнитных помех

Продолжение таблицы 1.5

№ п/п	Событие	Последствия	Причины
3	КЗ на землю на шинах ПС	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110 кВ	Неисправно ЗУ
4	КЗ на землю на шинах ОРУ-110 кВ	Ложное отключение блока генератора на ТЭЦ	Неисправно ЗУ