лекция. Пята я типовые схемы сетей электроснабжения и размещение в них защитных устройств
 Скачать 7.85 Mb.
|
|
Часть кабеля, попадающая на террито рию подстанции, должна иметь изоляцию высокой прочности (напряжение пробоя изоляции должно быть не менее десятков киловольт). Длина этого участка зависит от удельного сопротивления грунта, формы и сопротивления заземлителя и требуемой степени защиты; обычно длина рассматри ваемого отрезка составляет от 50 до 300 м, а для очень больших электростанций может достигать 1 км. Конструкция разделительных трансфор маторов (или специального оборудования, например телефонных усилителей) также должна предусматривать подобные пере грузки по напряжению. Однако создание материалов с электрической прочностью более 20 кВ (на частоте 50 Гц) или 50 кВ (при импульсном воздействии) представ ляет определенные сложности вследствие наличия утечек по поверхности. Более того, данное оборудование всегда должно располагаться внутри здания или оборудоваться нагревательными элементами для предотвращения образования конденсата. Разрядники для защиты от грозовых перенапряжений с высоким напряжением срабатывания (например, 40 кВ) устанавли ваются по синфазной схеме на кабельной стороне разделительного трансформатора для предохранения от перенапряжений. Данная защита может представлять собой простой воздушный промежуток между жилами и землей или между центральной отпайкой разделительного трансформатора и землей. Газонаполненные разрядники или варисторы с нормальным остающимся напряжением (например, 90 или 230 В) устанавливаются по противофазной схеме между центральной отпайкой трансформа тора и выводами оборудования на той же стороне трансформатора для защиты их обмоток и для ограничения напряжения между проводниками. Устройства защиты от перенапряжений с напряжениями срабатывания, сравни мыми с уровнем прочности изоляции обыч ного кабеля (например, кабеля связи), или реакторы устанавливаются по синфазной схеме в месте соединения обычного и спе циального кабелей. В добавление к указанным мерам можно рекомендовать установку предохра нителей между разделительным трансфор матором и кабелем, поскольку в отсутствие подобной зашиты при срабатывании раз рядника вынос повышенного потенциала за пределы хорошо защищенной установки может вызвать серьезные повреждения в других кабелях. Для достижения максимальной эффек тивности предохранители должны иметь длину не менее 10 см для снижения вероят ности поддержания электрической дуги. (В действительности опыт показал, что при одновременном протекании токов больше нескольких сотен ампер и повышении напряжения больше 50 кВ, установка пре дохранителей становится неэффективной). Недостатком последнего способа явля ется разрыв цепи при перегорании предо хранителя, что для некоторых приборов может оказаться недопустимым На рис. 10.14 приведен пример уста новки, выполненной в соответствии с при веденными выше рекомендациями. Следует отметить, что все указанные требования относятся к неэкранированным кабелям или к кабелям, не имеющим гарантированно целого экрана (экрана, обладающего достаточной проводимостью), пример - телефонный кабель общего пользования. Большинство используемых различными устройствами кабелей имеют экраны с высокой пропускной способностью по току. Рис. 10.14. Пример схемы зашиты кабеля связи, выходящего за пределы ПС В этом случае коэффициент экранирования обычно достаточен для того, чтобы можно было использовать обычные разделитель ные трансформаторы, рассчитанные на средний уровень напряжений (например, 6 кВ), без дополнительной защиты. 10.4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАЗЕМЛЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ Все материалы, рассмотренные в гл. 2 и §10.2 без каких-либо ограничений могут применяться по отношению к электростан циям. Способы выполнения заземления. Как и на ПС высокого напряжения, контур заземления электрических станций служит для выполнения нескольких функций, среди которых основными являются ограничение напряжения прикосновения и шагового напряжения, способность восприятия токов КЗ и достижение хорошей ЭМС. Несмотря на то, что указанные цели сильно взаимосвязаны, здесь мы будем рас сматривать функцию обеспечения ЭМС, не затрагивая требования электробезопасности, регулируемые существующими нацио нальными и международными нормами. В частности, поперечное сечение зазем ляющих проводников вблизи электрообо рудования высокого напряжения определя ется уровнем токов КЗ на стороне высокого напряжения, при этом требуемое значение сечения медных проводников может превы сить 1000 мм2. Для обеспечения ЭМС достаточными являются сечения 100 мм2 при использова нии стальных полос (прутков) или 70 мм2 Для медных проводов. Наружный заземлитель должен распо лагаться на всей площади электростанции. Шаг сетки зависит от установленного обо рудования. Наружный контур заземления обычно проектируется в виде замкнутого кольца, прокладываемого вокруг каждого здания на глубине от 0,5 до 1 м. Заземляющие проводники в фундаменте прокладываются в самом нижнем слое бетона каждого здания с шагом сетки не более 10 м. Подстанции высокого напряжения, рас положенные в непосредственной близости от электростанции, также должны связы ваться с основным контуром заземления при помощи, по крайней мере, двух про водников заземления. Это правило справед ливо для всех установок (зданий, баков и т.п.), имеющих какую-либо электрическую связь с основной установкой, но не исполь зующих тот же самый контур заземления. Внешние систе.мы молниезащиты Сис темы защиты от прямого удара молнии могут основываться на хорошо известной электрогеометрической (ЭГ) модели, кото рая, являясь частично эмпирической, под тверждена на опыте. В модели учтены параметры молнии и требования электро безопасности, установленные националь ными и международными стандартами. Система защиты от прямого удара сос тоит из молниеприемников, в которые про исходят удары молнии, и определенного числа спускающихся вниз проводников (сетки), которые, кроме отвода тока молнии в землю, также действуют и как молниеприемники. В настоящее время считают, что рассто яние ориентировки d между головкой лидера, развивающегося с облака, и местом удара молнии в землю в момент, когда с земли начинает развиваться встречный лидер, связано с амплитудой импульса тока молнии в соответствии с выражением , где d выражено в метрах, I — в килоамперах. Отсюда следует, что для заданного шага молниезащитной сетки справедливо следу ющее: чем выше ожидаемое значение тока молнии, тем выше вероятность поражений молнией сетки. Известно, что вероятность протекания тока молнии значением до 8 кА составляет 90 %, кроме того, электрические и электронные цепи внутри электростанции отно сительно просто защитить от прямого воз действия тока значением менее 8 кА, поэ тому кажется вполне обоснованным реко мендовать это значение тока молнии в качестве расчетного для выбора шага молниезащитной сетки. Подстановка в указанную выше фор мулу значения тока кА дает нам рас стояние м. На практике каждый край здания имеет молниеприемник; более того, каждый метал лический объект, например вентиляцион ные трубы и оборудование, парапет, сталь ная арматура, присоединяется к молниезащитной системе, что приводит к умень шению действительного шага сетки по сравнению с расстоянием ориентировки примерно до 20 м. При необходимости здания, содержа щие очень чувствительное оборудование (или оборудование, требующее очень высо кого уровня безопасности), могут защи щаться с помощью сетки с шагом, равным не более 15 м. Все спускающиеся вниз проводники, число которых для заданного объекта не должно быть менее двух, следует присо единять к кольцевому заземляющему кон туру вокруг здания. Кроме того, арматура бетонных стен и колонн должна иметь сварное (или другое надежное) соединение с заземлителем в фундаменте или с наружным контуром заземления вокруг здания внизу и с молниезащитной сеткой на крыше вверху. Сталь ные прутья могут использоваться в качестве спусков. Правильный выбор шага сетки и числа проводников-спусков очень важен. Следует отметить, что расстояние между проводни ками сетки внешней системы молниезащиты определяется не только вероятно стью удара молнии при любом токе, но также играет важную роль в определении распределения тока молнии и соответ ственно наводимых помех в защищаемом пространстве. Чем выше число проводников-спусков, тем меньше ток в каждом проводнике и тем меньше магнитное поле вблизи них. Различные теоретические и практиче ские исследования показали, что распреде ление тока молнии по различным ветвям системы молниезащиты происходит, грубо говоря, обратно пропорционально длине этих ветвей при условии неизменности их поперечного сечения. Это важное утверждение может быть очень полезным при расчете электромаг нитных полей вблизи каждого заземляю щего проводника, по которому возможно протекание тока молнии или его части. Каждая дымовая труба должна оборудо ваться двумя проводниками-спусками и, по крайней мере, одним молниеприемником. Следует следить за обеспечением надежного соединения (не менее двух про водников сечением не менее 50 мм2) между заземлителем трубы (обычно контур вокруг трубы) и контуром основного здания. Хотя градирни не требуют такой же сте пени защиты как другие здания, они также должны оборудоваться, по крайней мере, двумя (а лучше четырьмя) проводниками спусками и на самом верху кольцом из шин заземления, к которому должна присоеди няться бетонная арматура. Защита дымовых труб и градирен по большей части имеет целью обеспечение обшей зашиты станции при значительных токах молнии ( кА), чем их собствен ную защиту. Общая философия выполнения заземле ния внутри зданий и выравнивания потен циалов заземлителя, рекомендуемая для современных электростанций, основыва ется на создании трехмерной многократно замкнутой сети заземления по возможно сти с выровненным потенциалом на всем ее протяжении. Очень важно отметить разработки, выполненные в данной области пауки за последнее десятилетие. Многие годы электроника основывалась на использовании низкочастотных аналого вых сигналов, а единственным типом воз мущения были помехи промышленной час тоты. Поэтому естественными казались старания избежать создания петель для частоты 50/60 Гц при помощи использова ния радиальных схем разделения между защитной, рабочей землей и землей для электронного оборудования. В настоящее время с увеличением ско рости работы современного электронного оборудования и повышения его чувстви тельности к ВЧ-помехам, но также и с более полным пониманием механизмов передачи помех, данная политика в части выполнения заземления становится непри годной. Напротив, отказ от нее не только помогает решить проблемы ЭМС, но и существенно упрощает прокладку кабелей и устраняет необходимость разделения раз личных видов заземления. В частности, следует избегать использо вания раздельных сетей заземления для пита ния постоянным током, подключения кабель ных экранов и корпусов оборудования. Реализация на практике сети заземле ния с хорошо выровненным потенциалом дает гарантию того, что паразитные токи всегда будут возвращаться к своему источ нику по пути с наименьшим сопротивле нием (обычно — наиболее короткому пути), тем самым снижая вероятность воз никновения связи через общее сопротивле ние, возможной при возникновении токо вых петель. В действительности создание сети с множественным заземлением не устраняет токовые петли. Однако эти петли, будучи более многочисленными и много мень шими, чем при радиальной схеме сети заземления, не являются помехой, а даже наоборот, помогают в борьбе против наве янных возмущений. Для удобства повторим здесь ранее сде ланные утверждения:
Таким образом, даже если необходи мость заземления экранов кабелей на каком-либо его конце отсутствует (напри мер, потому что оборудование, установлен ное на этой стороне, не чувствительно к возмущениям или не может являться источ ником помех для другого оборудования), всегда рекомендуется применять данную практику выполнения заземления. Для достижения хорошей эквипотенци альной сети заземления должны быть объ единены все следующие элементы:
Для кабельных лотков и другого обору дования, играющего роль защиты от помех, необходимо не только выполнить их зазем ление на обоих концах, но и обеспечить электрическую непрерывность на всем протяжении. Все соединения между металличес кими элементами следует выполнять помня о том, что важно не зафиксировать потен циал данных элементов, а обеспечить путь протекания токов помех по ним в том же направлении, в котором проходят цепи с полезными сигналами и, таким образом, создать наименьшее возможное расстоя ние между полезными цепями и цепями заземления (рис. 10.15). а) б) в) Рис. 10.15. Заземление кабельных лотков: а - неудовлетворительное выполнение; б - лучшее выполнение; в - еще лучше выполнение Другое важное замечание относится к способу соединения металлоконструкций между собой. Наилучшее соединение обес печивает болтовое соединение с непосредственным контактом между различными элементами. При необходимости, если защитное покрытие металлических поверх ностей не было полностью удалено, для создания лучшего контакта между элемен тами следует применять зубчатые или контровочные шайбы. Применение медных проводников-перемычек оправдано только в тех случаях, когда невозможно создание надежного прямого контакта между эле ментами. В зависимости от электромагнитного окружения, зависящего от типа оборудова ния, установленного вблизи внешней сис темы молниезащиты, допускается разделе ние внутренней сети заземления на зоны, имеющие различные плотности прокладки проводников. В частности, если в отдельной комнате установлено чувствительное электронное оборудование, то может возникнуть необ ходимость не только выполнить надежные соединения между отдельными корпусами или между корпусами и кабельными лот ками, но также обеспечить соединения (например, при помощи стальных полос) между рядами корпусов (или кабельных лотков) с некоторым интервалом, например 2 м, и затем объединить всю полученную систему с шиной заземления, прокладывае мой по периметру помещения. Указанная шина заземления может про кладываться на границе каждой защищае мой зоны и всего здания, создавая условия для выполнения многократных соедине ний между зонами. Таким же образом внутренняя сеть заземления в нескольких точках (не менее четырех) должна присоединяться к защитному и наружному контурам заземления. Для обеспечения возможности обнару жения однополюсного замыкания на землю в оперативных цепях постоянного тока Может возникнуть необходимость искус- генного заземления цепей (обычно в одной точке около аккумуляторной батареи). В этих условиях единственным спосо бом обеспечения ЭМС на высоких частотах является периодическая установка развязы вающих конденсаторов (емкостью от 10 нФ до 1 мкФ в зависимости от нижней гра ницы частотного спектра помех) между цепями питания и корпусом. Однако подобные системы остаются чувствительными к токам при коммутациях (например, при замыканиях на землю). Отсюда вытекает необходимость использо вания преобразователей из постоянного тока в постоянный (с гальванической раз вязкой) в каждом отдельном блоке оборудо вания для обеспечения возможности искус ственного местного заземления сети. Одним из наиболее часто встречаю щихся возражений против создания сложнозамкнутой сети заземления является то, что при таком выполнении сети образуются замкнутые через землю петли и соответ ственно связи через общее сопротивление между чувствительными электронными элементами и оборудованием большой мощности (двигатели, электросварочные аппараты и т.п.). В действительности это возражение не состоятельно, если были приложены соот ветствующие усилия для создания хорошей эквипотенциальной сети заземления при помощи связей между бетонной арматурой, металлическими балками, проводниками заземления, кабельными лотками, тру бами, каналами, экранами и т.п. Несомненно, принцип разделения оста ется в силе. Например, двигатель, имею щий большой ток КЗ, не должен присоеди няться к тому же заземляющему провод нику, что и чувствительное электронное оборудование. Иногда может требоваться усиление сети заземления вблизи оборудо вания высокой мощности. При необходи мости к чувствительной цепи или к потен циальному источнику помех может добав ляться параллельный заземляющий про водник. Более чем когда-либо следует приме нять следующий принцип развязки: в качественной многократно замкнутой сети заземления токи помехи будут возвра щаться к источнику по кратчайшему пути. Чем больше имеется путей для протекания тока помехи, тем меньше вероятность обра зования связи через общее сопротивление между источником и приемником. Прокладка кабелей. Внутренняя про кладка кабелей включает в себя цепи вто ричной коммутации, расположенные в основном здании (управления оборудова нием, работой), как показано на рис. 10.15. Все общие рекомендации, данные для ПС высокого напряжения в общем случае действительны и при прокладке кабелей внутри помещений. Однако некоторые характерные особен ности электростанций иногда могут при вести к выбору других типов кабелей или их иной прокладке. Данные особенности обобщены ниже:
В зависимости от типа передаваемого сигнала могут быть рекомендованы различ ные типы кабелей: сигнал типа 1а (см. табл. 7.6): коакси альный кабель или витая пара с экраном; сигнал типа 1b: высококачественный коаксиальный или три аксиальный кабель, по возможности защищаемый сплошной медной трубой. Иногда, во избежание воз никновения резонанса, требуется использо вать материалы с высокой магнитной про ницаемостью или с высокими потерями (ферритовый порошок, пермаллой); сигнал типа 2: экранированная витая пара с экраном из алюминиевых лент или алюминиевой фольги, а лучше с плетеным медным экраном; сигнал типа 3: экранированная витая пара; сигнал типа 4: многожильный экраниро ванный или неэкранированный кабель. Для нескольких цепей может использоваться один обратный провод. Прокладка кабелей в электрически непрерывных кабельных лотках может вне сти заметный вклад в снижение помех. В зависимости от уровня электропро водности кабельного лотка, способа его заземления (см. рис. 10.15) и от вида лотка (открытый он или закрытый) коэффициент экранирования будет значительно меняться (примерно от 10 до 30 дБ и более на часто тах от 100 кГц до 10 МГц). Кроме того, кабельные лотки могут способствовать снижению взаимных помех между различ ными цепями. Наилучший способ прокладки - это когда кабели, по которым передаются наи более слабые сигналы (типов 1 и 2 согласно табл. 7.6) и кабели с сигналами больших уровней (типа 4) - силовые кабели постоянного и переменного тока, прокладываются в раздельных лотках. При прокладке кабелей с сигналами раз ного типа в одном лотке следует предусматривать их разделение в различные пучки по типам сигнала и разведение на наибольшие возможные расстояния друг от друга. Здесь следует отметить, что металли ческие кабельные лотки обеспечивают некоторое снижение взаимной связи между проложенными в нем кабелями при усло вии, что они не прокладываются слишком близко. При наличии хорошей эквипотенциаль ной сети заземления большинство кабель ных экранов следует заземлять через метал лические корпуса тех аппаратов, к которым они подводятся. Главное исключение из этого правила касается кабелей, по которым передаются НЧ-сигналы низкого уровня, например от датчиков измерения температуры. В этих случаях экраны должны заземляться на том конце кабеля, где наблюдается наибольшая несимметрия или где заземляется сама сиг нальная цепь. Если кабель состоит из отде льных экранированных пар жил, то внут ренние экраны следует заземлять с одной стороны, а внешний — с двух сторон. Кабели, присоединенные к пассивным датчикам или неэлектронным приводам (реле, двигатели), могут заземляться только на одном конце (противоположном месту установки датчика или привода). Однако на практике этого следует избегать, так как такие действия противоречат задаче созда ния эквипотенциальной сети заземления. Более того, при заземлении экрана в един ственной точке существует риск появления резонансных явлений на низких частотах. Длинные коаксиальные кабели также могут заземляться только в одной точке, однако необходимо учитывать емкостное ВЧ-заземление для каждого присоединен ного к нему элемента оборудования. При прокладке кабелей над землей необходимо учитывать связи с внешним вспомогательным оборудованием, а также связи с очень удаленными частями электро станции, например дымовыми трубами, антеннами, электрофильтрами, наземным освещением. Основной проблемой для такой про кладки, несомненно, являются удары мол нии. Несмотря на то, что наилучшим спосо бом защиты наружных цепей является спо соб, основанный на создании хорошей взаи мосвязи между различными контурами заземления, без дополнительных мер, таких как установка устройств защиты от перена пряжений или гальваническая развязка, гарантии полной зашиты получить невоз можно. Применение при этом кабелей с многократно и очень качественно заземлен ными экранами — необходимое условие. Применение металлических лотков или, что еще лучше, металлических труб также значительно помогает снизить воздействие синфазных напряжений на оборудование. Экраны входящих в основное здание кабе лей следует заземлять прямо у места их входа во избежание воздействия значитель ных токов переходных процессов, протека ющих внутри здания. Кабели, присоединен ные к оборудованию, установленному на дымовой трубе, следует прокладывать в конструкции лестничного типа, связанные с внешней системой молниезащиты здания и трубы, или в металлической трубе в земле. 10.5. ОСОБЕННОСТИ ЭМС НА ПОДСТАНЦИЯХ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Воздействия, вызываемые коммута циями, пробоями изоляции или пере крытиями в цепях высокого напряже ния. Уровень помех на открытых подстан циях зависит от многих параметров, среди которых наиболее важными являются:
Рис. 10.16. Связь через общее сопротивление и магнитная связь вследствие заземления трансформатора напряжения Основными каналами передачи помех являются магнитная (электромагнитная) связь вследствие распространения импульсов тока и напряжения по шинам и линиям, связь через общее сопротивление (рис. 10.16). Измерения напряженностей электриче ских и магнитных полей при переходных процессах под ошиновкой и вблизи транс форматоров напряжения на подстанциях показали, что типичные амплитуды напря женностей составляют для электрического поля 1-10 кВ/м, для магнитного – 1-5 А/м. Однако в некоторых случаях были получены значения до 10 кВ/м и 100 А/м соответс твенно. Спектральный состав полей определя ется размерами ПС. Хотя спектр и содер жит частоты до 200 МГц, но его основу составляют частоты от нескольких кило герц до нескольких мегагерц. Длительность высокочастотных пере ходных процессов находится в пределах 1-10 мкс, однако они могут повторяться многократно в течение одной коммутации. Синфазное напряжение, наводимое между выводом неэкранированного кабеля (второй конец жилы заземлен) длиной 100 м, проложенного на поверхности земли под шинами, может достигать 3-4 кВ при коммутационных операциях на ПС 150 кВ и 6-8 кВ на ПС 400 кВ. Синфазное напряжение, наводимое на выводах экранированного кабеля с зазем ленным на обоих концах экраном, зависит от коэффициента экранирования (см. гл. 7) кабеля и спектрального состава помехи. Грубо говоря, коэффициент ослабления помехи в диапазоне от нескольких десятков (для экрана из стальных проволок) до более чем сотни раз (для качественных пле теных или трубочных экранов) может быть достигнут в диапазоне частот от 200 кГц до 2 МГц (см. гл. 7). Ток в экране может составлять до нескольких десятков ампер. На ПС напряжением 400 кВ наведенные синфазные напряжения в цепях, располо женных в непосредственной близости от емкостных трансформаторов или их вто ричных цепей, могут превысить 10 кВ. Наведенные в такой ситуации напряже ния могут быть значительно снижены при использовании экранированных кабелей, однако достижение коэффициента ослабле ния, равного тем, что были указаны выше, представляется весьма затруднительным. Это связано с невозможностью уменьшения до нуля площади петли, образованной нуле вым проводником, заземляющим проводни ком трансформатора и заземлением вторич ной цепи. Более того, наличие паразитных емкостей между первичной и вторичной обмотками измерительных трансформато ров является источником появления во вто ричных цепях противофазных напряжении высокой частоты, которые могут достигать нескольких киловольт. В спектре помехи могут присутствовать составляющие частотой более 10 МГц, которые обычно ослабля ются за счет затухания в проводах. Подстанции с элегазовой изоляцией, по сравнению с обычными открытыми ПС, обладают некоторыми принципиальными отличиями:
Во время коммутаций такое различие является причиной появления стоячих волн и, в частности, волн тока высокой ампли туды (амплитуда волны напряжения зависит от номинального напряжения ПС и срав нима с волнами на открытых ПС, в то время как амплитуда волны тока прямо пропорци ональна волновому сопротивлению). В тех местах, где металлический корпус элегазо вой подстанции имеет разрыв, например, в месте соединения с воздушной или кабель ной линией, он становится важным источ ником электрического и магнитных полей с напряженностями выше 10 кВ/м и 50 А/м (моделирование и измерения показали, что напряженность составляет 100 В/м на 1 кВ номинального напряжения). Если место разрыва расположено вне здания, в котором находится элегазовая под станция, но экран здания обеспечивает непрерывность экрана подстанции, то нали чие разрыва не имеет большого значения. Данная ситуация обычно имеет место в случаях с воздушными линиями. Если часть ПС открытая или если она соединена с кабе лями с незаземленными (или неправильно заземленными) экранами, то это может при лети к повышению уровня помех. Следствием этих особенностей является наведение высоких потенциалов на контуре заземления и во вторичных цепях при ком мутациях. Указанные повышения потенци алов хорошо известны под не очень точным названием «подъем потенциала заземли теля при переходном процессе». Он может вызывать появление перекрытий между заземленными металлическими элемен тами, не находящимися в непосредствен ном контакте друг с другом. Все эти проблемы в элегазовой подстан ции обостряются из-за расположения элек тронного и силового оборудования на небольших расстояниях друг от друга. Помехи, создаваемые полями про мышленной частоты. Сильное влияние электрических полей промышленной час тоты (через емкостные связи) на оборудова ние, установленное в пределах ПС, наблю дается довольно редко, так как оно ослабля ется наличием заземленных металлических экранов и заземленного оборудования. Магнитные поля промышленной частоты также очень редко являются причиной опас ного воздействия на аппаратуру ПС даже при КЗ. Однако установка на ПС видеомони торов, которые могут быть чувствительны к полям напряженностью порядка 1 А/м, существенно повышает требования к ЭМО. Естественно, лучшим способом реше ния данной проблемы представляется уве личение расстояния г между источником и приемником помехи с учетом того, что напряженность магнитного поля, создавае мого током I в уединенном бесконечно длинном проводнике убывает обратно про порционально расстоянию до провода: а для двух-или трехфазной сбалансирован ной системы - обратно пропорционально квадрату расстояния: где d - расстояние между проводами (раз меры которых принимаются много мень шими расстояния между ними); k - посто янная, определяемая положением провод ников (). Для цепей, расположенных в ограни ченном пространстве (например, трансфор матора, ПС среднего напряжения) магнит ное поле убывает практически как 1/х3, при условии, что расстояние x много больше наибольшего размера объекта. Другой способ снижения возмущений — уменьшение расстояния d между проводами. Если указанные меры не осуществимы, то единственным оставшимся способом (кроме замены электронно-лучевых мони торов на жидкокристаллические) остается экранирование помещений, где установ лены мониторы. Иногда оправдана актив ная компенсация воздействующих полей. Кроме относительно слабого воздей ствия полей промышленной частоты на оборудование и аппараты, следует отме тить, что индуктивная и емкостная связи - главным образом при возникновении КЗ - могут являться причиной гораздо более важных проблем, связанных с такими про тяженными элементами, как кабели и тру бопроводы. Помехи, создаваемые токами КЗ. Высокочастотные процессы, вызванные токами КЗ, аналогичны процессам при ком мутациях. Однофазное КЗ на землю вызы вает быстрое изменение напряжения па шинах с такой же амплитудой, что и при коммутациях. Основное отличие низкочастотного КЗ состоит в протекании тока частотой 50/60 Гц по оборудованию высокого напряжения, контуру заземления и иногда экранам кабе лей (если прокладки шин и заземлителя про ложены недостаточно часто). В свою оче редь эти токи наводят помехи в проводах посредством индуктивной связи или через общее сопротивление. При токе КЗ 50 кА на обычных ПС в кабелях могут наводиться напряжения до 500 В. Однако если контур заземления и прокладка кабелей на ПС выполнены над лежащим образом, то наведенные напря жения не превышают 200 В. Главной проблемой на ПС остается ком пенсация воздействий на выходящие за пределы ПС кабели повышения потенциала заземлителя при протекании через контур тока КЗ. При протекании по заземляющему уст ройству тока КЗ на землю происходит повышение его потенциала (и потенциала близлежащей почвы) (рис. 10.17). |