RC-цепочки. Очень хорошими свой­ствами по ограничению перенапряжений при отключении, снижению производных напряжения, так же как и по обеспечению малого времени срабатывания обладают соответствующим образом подобранные -цепочки. В простейшем случае они сос­тоят из резистора и конденсатора , расположенных параллельно катушке индуктивности (см, табл. 10.8, столбец 7). При включении быстро (постоянная времени заряда ) заряжается до номинального напряжения . После этого через цепь помехоподавления течет лишь ток утечки конденсатора, которым можно пренебречь.

-цепочка рассчитывается так, что в ней после отключения происходит затуха­ющий колебательный разряд:

, (10.9)

причем нельзя переходить за нижнее гра­ничное сопротивление , чтобы при включении не произошло сваривания контактов выключателя:

, (10.10)

Цепь помехозащиты должна кратковре­менно проводить ток , а конденсатор должен быть рассчитан на двух-трехкратное номинальное напряжение. Поскольку в процессе разряда меняется направление тока, то используются, как правило, только металлобумажные конденсаторы.

RCD-цепочки. Еще одна помехозащит­ная комбинация (рис. 10.43), состоящая из последовательности диод — конденсатор — резистор, представлена в табл. 10.8, стол­бец 8. Конденсатор после отключения обмотки возбуждения заряжается до момента . Смена направления тока через диод невозможна; разряжается через . Поскольку не возникает низкочастотных колебаний, этот вариант схемы специально подходит для выключателей.

а) б)

Рис. 10.43. - схемы со вспомогательным выпрямителем:

а – с разрядным резистором; б – с варистором в качестве разрядного сопротивления

Устраняется повторное втягивание якоря. Основы рас­чета RCD-цепочки состоят в следующем.

Диод выбирается согласно табл. 10.8, столбец 8, емкость конденсатора рассчиты­вается по формуле

. (10.11)

Напряжение на конденсаторе

. (10.12)

Сопротивление

, (10.13)

где - время паузы между двумя отклю­чениями.

Если сравнить отдельные защитные схемы согласно данным в п. 10.8.3 крите­риям оценки, можно дать следующие реко­мендации:

• если замедление времени возврата не играет роли, удобна диодная схема (см. табл. 10.8, столбец 2);

• если время реакции защищаемого прибора по возможности не должно изме­няться, преимущество имеют комбинации с металлооксидными варисторами (см. табл. 10.8, столбец 5) или RC-цепочки (см. табл. 10.8, столбцы 7 и 8); для небольших приборов пригодны Z-диоды или - диодные схемы (см. табл. 10.8, столбец 6);

• резисторы (см. табл. 10.8, столбец 3) не годятся в качестве защиты от помех.

10.8.4. Схемы защиты от помех для устройств переменного тока

---

При отключении обмотки переменного тока нужно различать два граничных слу­чая: разрыв цепи тока в момент перехода тока через нуль и в момент достижения максимального значения ( - дей­ствующее значение установившегося тока). Второй случай представляет наихудшие соотношения при отключении цепи пере­менного тока. При этом, как и в цепях пос­тоянного тока, могут возникнуть высокие перенапряжения при отключении. В даль­нейшем будет рассматриваться исключи­тельно этот случай, который будет положен в основу определения параметров защит­ных схем. Возможные схемы помехозащиты в однофазных приборах переменного тока показаны в табл. 10.10.

Резисторы. Простейший, однако для эффективной защиты от помех не слишком подходящий вариант схемы - это активное сопротивление параллельно индуктивно­сти (табл. 10.10, столбец 2). Он использу­ется только в отдельных случаях в качестве временной меры. Сопротивление выбира­ется в диапазоне

(10.14)

и рассчитывается по длительному току .

Варисторы. Более подходящими, чем резисторы, являются варисторы (табл. 10.10, столбец 5), особенно металлооксидные. Перенапряжение при отключении удается при этом ограничить на защитном уровне - примерно два-три номинальных напряжения прибора. Выбор подходящего металлооксидного варистора осуществляется аналогично п. 10.8.3, при этом определяется наибольшее рабочее переменное напряжение варистора при учете возможного положительного отклонения от номинального напряжения :

(10.15)

и рассчитывается максимально допусти­мая мощность потерь

. (10.16)

По и предварительно выбирается соответствующий тип варис­тора. Ожидаемое при отключении перена­пряжение может быть получено из вольт-амперной характеристики.

Таким же образом, как и в п. 10.8.3, нужно проверить, не превышается ли мак­симально допустимый импульсный ток выбранного варистора, т.е. насколько обес­печивается условие

. (10.17)

Значения и могут быть взяты из рис. 10.41. Необходимая для определе­ния длительность импульса может быть оценена по соотношению

. (10.18)

Уравнение (10.18) соответствует упро­щенному, данному в табл. 10.10, столбец 3, выражению для .

Z-диоды и TAZ-диоды. Очень хоро­шими свойствами обладают схемы защиты от помех из двух включенных встречно Z-диодов или двустороннего -диода (см. табл. 10.10, столбец 4). -диоды выполнены специально для ограничения переходных перенапряжений и по сравне­нию с нормальными Z-диодами обладают повышенной стойкостью к импульсному току. Преимущество схемы с Z-диодами состоит в том, что они при сильном ограни­чении перенапряжений практически не влияют на время возврата защищаемого прибора. Однако их цена высока. Кроме того, они не применимы для больших токов и напряжений, и поэтому используются в маленьких приборах.

---

Напряжение (см. рис. 10.42, а) выби­рается согласно соотношению

. (10.19)

Требуемая нагрузочная способность определяется с помощью уравнения

(10.20)

(см. обозначения в табл. 10.10).

В заключение, как и при расчете металлооксидных варисторов, проверяется, не превышается ли нагрузочная способность выбранных по (10.19) и (10.20) диодов:

, (10.21)

где - максимально допустимая амп­литуда тока при определенном импульсном токе; - понижающий коэффициент» предусматривающий другую длительность импульса.

В табл. 10.10 приняты следующие обоз­начения:

- сопротивление, индуктивность, емкость и постоянная вре­мени обмотки;

- установившийся ток и номи­нальное напряжение защищаемого прибора (эффективные значения);

- коэффициент мощ­ности прибора;

- частота сети;

- допустимый ток включения выключателя S;

- ток потерь (эффективное значе­ние);

- максимально допустимый ток;

- металлооксидный варистор;

- номинальное напряжение кон­денсатора;

- наибольшее рабочее перемен­ное напряжение варистора;

- напряжение (см. рис. 10.42, а);

- число отключений в единицу вре­мени;

- коэффициент нелинейности варис­тора.

Селеновые ограничители перенапря­жений. Селеновые ограничители перена­пряжений - это селеновые выпрямители с особо крутой характеристикой запирания, которые могут кратковременно нагружаться в прямом и обратном направлениях очень высокими плотностями тока (до 5 А/см²). При встречном включении двух пластин они имеют такие же свойства, как варис­торы или -диоды. Они, однако, зани­мают больше места, и поэтому преимущест­венно применяются в больших установках.

Требуемое для каждого направления число пластин определяется из номи­нального напряжения прибора :

, (10.22)

где В — действующее зна­чение напряжения одной пластины.

Требуемая площадь пластины вычисля­ется, как

, (10.23)

где - импульсный ток через ограничи­тель и А/см² — допустимая плотность импульсного тока.

RC-цепочки. При переменном токе про­стые -цепочки (см. табл. 10.10, столбец 6) обладают хорошими свойствами ограничи­вать перенапряжения при отключении и обеспечивать короткое временя возврата, связанное с уменьшением производной напряжения. Расчет их параметров произво­дится так, чтобы при отключении возникало затухающее колебание. Это обеспечивается при

, (10.24)

чтобы избежать спаривания контактов выключателя, и

. (10.25)

Сопротивление должно выдержи­вать длительный ток потерь

, (10.26)

а емкость выдерживать напряжение, в 2—3 раза превышающее номинальное напряжение .

Длительный ток через -цепочку будет предотвращен, если дополнительно используется вспомогательный выпрями­тель (см. рис. 10.37).

Для практического применении средств защиты от помех для приборов перемен­ного тока на основе введенных в п. 10.8.2 критериев можно дать следующие рекомен­дации:

---

• -цепочки (см. табл. 10.10, столбец 6) являются очень выигрышными, осо­бенно для приборов 220 и 380 В. Они при­емлемы по цене, занимают не слишком много места, одновременно компенсируют реактивный ток и гарантируют время воз­врата прибора такое же, как при отсутствии схемы защиты, даже в наиболее неблаго­приятный момент включения при хорошем ограничении перенапряжения;

• металлооксидные варисторы имеют такие же хорошие свойства (см. табл. 10.10, столбец 3). Для защиты выключателей существуют особо компактные варисторы;

• селеновые ограничители перенапря­жений (см. табл. 10.10, столбец 5) при­годны для больших приборов;

• двусторонние Z-диодные схемы (см. табл. 10.10, столбец 4), разработаны специ­ально для малых и очень малых устройств;

• резисторы (см. табл. 10.10, столбец 2) не пригодны в качестве защиты от помех приборов переменного тока.

Рис. 10.44. Схемы защиты от помех трехфазных приборов:

а - варисторы; б - Z-диоды или селеновые диоды: в - двусторонние TAZ-диоды или селеновые ОПН; г - -звенья; д - -звенья со вспомогательным выпрямителем

10.8.5. Схемы защиты от помех для трехфазных установок

Для трехфазных магнитов и других установок, таких как зажимные приспо­собления, тормоза, трехфазные асинхрон­ные двигатели могут быть использованы похожие схемы ограничения перенапряже­ний, как и в однофазных устройствах; их расчет ведется аналогично описанному в п. 10.8.4.

Очень выгодными также являются эле­менты, имеющие сильно нелинейные вольт-амперные характеристики, т.е. схемы с металлооксидными вариаторами, с Z - диодами, TAZ - диодами или с селеновыми ОПН (рис. 10.44, а - в). Ток утечки во всех трех случаях пренебрежимо мал.

Очень хорошим помехоподавляющим действием обладают также и -цепочки, соединенные в треугольник (рис. 10.44, г) или звезду, присоединяемые к выводам трехфазного прибора. Особое преимуще­ство -схем состоит в том, что они сни­жают как амплитуду, так и производную перенапряжения при отключении.

Свойства, подобные симметричным -схемам, имеют защитные схемы, состоя­щие из -звена и вспомогательного выпря­мительного моста (рис. 10.44, д). Стацио­нарные потерн мощности здесь устраня­ются практически полностью. Схемы защиты от помех такого рода предпочти­тельны для устройств большой мощности. Как правило, конденсатор дополняется резистором или варистором и включен­ным параллельно для подавления ОВЧ составляющих перенапряжения неболь­шим, имеющим крайне малую индуктивность, конденсатором .

10.8.6. Схемы защиты от помех для люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы низкого давле­ния (рис. 10.45), очень часто устанавливае­мые в качестве рабочего освещения в непос­редственной близости от электронных уста­новок, часто выступают в качестве неприят­ных источников помех при включении и отключении. В особенности следует ожи­дать интенсивных помех при отключении в неудачный момент (прерывание в момент максимума тока, рис. 10.46, а и табл. 10.11). При этом, как и при электромагнитных при­борах, может быть полезной защитная -комбинация, установленная в непос­редственной близости от лампы. Помехи в этом случае могут быть снижены до прием­лемого уровня (рис. 10.46, б и табл. 10.11). Возможно также применение варисторов из металлооксида (см. табл. 10 8, столбец 5).

---

Таблица 10.11. Параметры процесса отключения люминесцентной лампы низкого давления типа мощностью 40 Вт

Люминесцентная лампа	, В	, В/мкс	, кГц
Некомпенсированная, помехи на подавляются	3000	111	5	100-500 кГц с наложением частот до 10 МГц
Со схемами защиты как на рис. 10.44	600	0,77	0,2	-

Рис. 10.45. Цепь тока люминесцентной лампы:

S - выключатель; Е - помехоподавляющее устройство; - активное сопротивление устройства Е (прово­лочный резистор 470 Ом, 250 В, 4 Вт, 5 %); - емкость помехоподавляющего звена Е (МБ-конденсатор 0,47 мкФ; 630 В); D - дроссель предварительного включения; - индуктивность дросселя D; L - люминесцентная лампа; Z - стартер; - емкость помехоподавления на стартере

Рис. 10.46. Процесс отключения люминесцентной лампы мощностью 40 Вт:

а - Некомпенсированный, помехи не подавляются; б - помехи подавлены согласно рис 10.45

ВОПРОСЫ АЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Перечислите типовые сигналы в порядке уменьшения чувствительности оборудова­ния к внешним возмущениям.

2. Нарисуйте план подстанции ВН и соответ­ствующие виды электромагнитного окруже­ния.

3. Нарисуйте план типовой электростанции и соответствующие виды электромагнитного окружения.

4. Перечислите основные положения правил выполнения заземления и прокладки кабе­лей.

5. В каких случаях применяются параллельные заземленные проводники?

6. Каким образом выполняется заземление вто­ричных цепей ТТ и ТН, связывающих их с релейным щитом?

7. Каким образом осуществляется экранирова­ние зданий?

8. Как выполняется заземление на электриче­ских станциях?

9. Перечислите особенности ЭМС на ПС и электростанциях.

10. Каковы уровни испытательных воздействий на оборудование электростанции и ПС?

11. В чем состоят особенности проектирования заземляющих систем комплектных КРУЭ?

12. Какие особенности электромагнитных помех, возникающих при коммутациях тока в цепях с индуктивностью?

13. Объясните методы защиты от помех в уст­ройствах постоянного тока.

14. Объясните методы зашиты от помех в уст­ройствах переменного тока.

15. Какие методы зашиты от помех использу­ются в трехфазных установках?

16. Объясните функционирование устройств зашиты от помех, создаваемых люминесцент­ными лампами.

^Глава первая

^{источники электромагнитных воздействий}

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики (электриче­ских станциях, подстанциях, линиях элект­ропередачи) резко отличается от электро­магнитной обстановки на других объектах (на промышленных предприятиях, в офисных, жилых помещениях и т.д.).

Характерными особенностями этой об­становки является наличие постоянной во времени высокой напряженности электри­ческого поля промышленной частоты (25 кВ/м и более) и напряженности маг­нитного поля промышленной частоты 4 кА/м и более). Кроме того, на объектах электроэнергетики могут быть высокочас­тотные поля, создаваемые устройствами управления, сигнализации, передачи дан­ных и, т.д.

---

Смотрите также файлы

• Санитарлы-қорғаныс аймақты анықтау және зиянды қоспалардың атмосферада сейілуін есептеу.docx

• шпоры саясаттану.docx

• все формулы вышмат.doc

• Алгебра 1 семестр.pdf

• ЭОиУП A416 5В070200 каз Тузелбаев.pdf