Импульсные помехи, обусловленные переходными процессами в цепях высокого напряжения при коммутациях и коротких замыканиях

Возникновение импульсных помех в цепях вторичной ком­мутации связано со следующими видами возмущений в первич­ных цепях:

-короткие замыкания на землю в цепях высокого на­пряжения;

-коммутации разъединителями, короткозамыкателями и выключателями в цепях высокого напряжения;

-работа разрядников.

При коммутациях и коротких замыканиях на землю в результа­те переходного процесса в цепях высокого напряжения происхо­дит разряд емкостей оборудования и шин на землю, и через заземлитель проходит импульсный ток высокой частоты. На заземляю­щем устройстве оборудования и в месте короткого замыкания происходит импульсный подъем потенциала. Этот потенциал с определенным коэффициентом ослабления передается по кабелям на вход устройств систем релейной защиты и технологического управления.

Для определения значений импульсных помех проводят имита­ционные испытания. Имитацию высокочастотной составляющей тока короткого замыкания осуществляют при помощи генератора высокочастотных импульсов (ГВЧИ).

Один вывод генератора подключают к заземляющему провод­нику оборудования, к которому приходят кабели от устройств сис­тем релейной защиты и технологического управления, а второй вывод генератора заземляют на расстоянии не менее 50 м от дан­ного оборудования. В заземление оборудования подают импульс­ный ток (колебательный затухающий импульс амплитудой до 10А с декрементом колебаний 3-5, частотой колебаний 0, 5; 1, 0 и 2, 0 МГц). При этом проводят измерения импульсных помех на входах устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления. Также измеряют импульсный по­тенциал заземляющего устройства и определяют импульсное со­противление заземления оборудования. Потенциал измеряют от­носительно точки, удаленной от места ввода тока на расстояние не менее 50 м в противоположном направлении от точки заземления генератора.

Высокая частота обусловливает резко неравномерное распреде­ление потенциала на заземляющем устройстве. Чем меньше удельное сопротивление грунта, тем быстрее спадает по­тенциал на заземляющем устройстве по мере удаления от места ввода тока. На расстоянии 50 м от точки ввода импульсного тока потенциал падает более чем в 10 раз даже при сопротивлении грунта 500 Ом·м.

На реальных объектах частота колебаний импульсных помех может изменяться от десятков килогерц до десятков мегагерц. Из­мерения при трех указанных частотах позволяют установить зави­симость уровня импульсных помех от частоты.

Результаты измерений при имитации импульсных помех при­водятся к реальному значению высокочастотной составляющей тока короткого замыкания. Реальный ток определяют путем рас­чета переходного процесса на шинах распределительного устрой­ства при коммутациях и КЗ на землю.

Приближенную оценку можно выполнить следующим образом.

Полученное при измерениях напряжение умножают на коэф­фициент пересчета:

,

где - реальный ток с оборудования в контур заземления при коммутациях или однофазном коротком замыкании на землю; - ток полученный при измерениях в данных точках подключения ГВЧИ.

Токи для различных случаев приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Токи при однофазных коротких замыканиях на ПС

разных напряжений, кА

Таблица 5.1. (Продолжение)

На действующем объекте измерения на клеммах устройств ре­лейной защиты и системы технологического управления не всегда возможно провести в полном объеме. В этих случаях измерения дополняют расчетами. Определяют параметры высокочастотной составляющей тока КЗ (амплитуда и частота) и производят пере­счет полученного импульсного сопротивления при реальной час­тоте. Затем рассчитывают синфазные напряжения на входе уст­ройства РЗА в соответствии со схемой замещения (рис. 5.4).

При коммутациях первичного оборудования и при однофаз­ном КЗ по ошиновке распредустройства протекают импульсные токи. Электромагнитные поля от этих токов взаимодействуют с кабелями цепей вторичной коммутации и в результате этого взаи­модействия в них наводятся импульсные помехи.

Наибольший уровень полевых помех может быть при возникновении КЗ на шинах высокого напряжения. Определение им­пульсных полевых помех проводят следующим образом.

Расчетным путем определяют наиболее опасные виды коммута­ций.

Рис. 5.4. Схема замещения для расчета синфазного напряжения на терминале при однофазном КЗ на шинах ВН энергообъекта:

- высокочастотная составляющая тока КЗ, - импульсное сопротивление заземления оборудования; - входное сопротивление оборудования относительно земли, - сопротивление контрольного кабеля; - входное сопротивление терминала.

На объекте проводят имитации коммутационных процессов при помощи генератора высокочастотных импульсов и конт­рольного провода, проложенного по трассе прокладки вторичных кабелей.

Определяют реальный коэффициент экранирования помех соседними кабелями. Проводят измерения помех на кабе­лях защит и на контрольном проводе при реальных коммутациях, сопоставляют полученные результаты с результатами расчетов. При расхождении результатов расчета и измерений вносят кор­рективы в расчетную схему.

После проведения расчетов окончательно определяют макси­мальные значения помех рассматриваемого типа.

В общем случае на вход устройств автоматических и автоматизированных систем технологического управления приходит суммарная импульсная помеха, обусловленная скачком потенциала на земле и электромагнитным полем. Обычно на реальных объек­тах одна из этих составляющих существенно выше другой. Поэто­му имитация импульсных помех, приходящих по земле и обуслов­ленных электромагнитным полем, может проводиться раздельно. В тех случаях, когда эти помехи соизмеримы по амплитуде, ими­тируют импульсные помехи одновременно.