«МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по обеспечению электромагнитной совместимости на объектах электросетевого хозяйства Стандарт организации Дата введения: 21.04.2010 ОАО ФСК ЕЭС 2010 Предисловие Цели и принципы стандартизации в ...»

Диагностику состояния заземляющего устройства проводят в соответствии с РД 153-34.0-20.525-00. Проверяют соответствие ЗУ проектной документации и наличие актов приемки скрытых работ. По результатам диагностики состояния заземляющего устройства должны быть оформлены соответствующие Протоколы, и составлен Паспорт на ЗУ.

Диагностику обеспечения ЭМС проводят в соответствии с СО 34.35.311По результатам диагностики ЭМО должны быть оформлены соответствующие Протоколы и сделано Заключение о выполнении условий ЭМС для вторичного оборудования и систем связи по всем видам электромагнитных воздействий.

Если при проведении приемо-сдаточных испытаний установлено, что условия ЭМС не выполняются в полном объеме, то должны быть разработаны и реализованы дополнительные технические решения по устранению выявленных дефектов.

1 Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Кужекин И.П., Жуков А.В.

Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. /Под редакцией Дьякова А.Ф. -М.: Энергоатомиздат. 2003.

2 Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике: Пер. с нем. / И.П. Кужекин; под ред. Б.К. Максимова. М.:

Энергоатомиздат, 1995.

3 Шваб А. Электромагнитная совместимость: Пер. с нем. В.Д. Мазина и С.А. Спектора. 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.П. Кужекина М.:

Энергоатомиздат, 1998.

4 В.С. Кармашев. Электромагнитная совместимость технических средств. Справочник. - М.: Изд-во Норт, 2001.

5 Уилльямс Т. ЭМС для разработчиков продукции. -М.: Издательский дом «Технологии», 2003.

6 Guide on EMC in power plants and substations (методические указания по обеспечению электромагнитной совместимости на электрических станциях и подстанциях). Cigre, Working Group 36.04 “EMC within power plants and substations” December 1997.

7 Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. Справочник.

-М.: ЗАО «Знергосервис», 1998.

8 Рекомендации МККТ. К 27. Красная книга.

9 Руководящие указания по проектированию заземляющих устройств электрических станций и подстанций напряжением 3-750кВ переменного тока.

Энергосетьпровект. №12740тм-т1. 1987г.

10 Заземление и зануление электроустановок промышленных предприятий. Технические решения. Шифр 3578. Тяжпромэлектропроект.

1982г.

11 Заземление и молниезащита на тепловых и атомных электростанциях.

Справочник по проектированию тепловых электростанций и тепловых сетей.

Электротехническая часть. 1974г.

12 Техника высоких напряжений. Учебник для вузов/ В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь; Под общей редакцией В.П. Ларионова.- 3-е изд. -М: Энергоатомиздат, 1986.

13 Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. - М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2001.

14 Ограничители перенапряжений в электроустановках 6-750кВ.

Методическое и справочное пособие. Под ред. М.А.Аронова. -М.: «Знак», 2001.

Помехоустойчивость вторичного оборудования и систем связи Требования по помехоустойчивости вторичного оборудования и устройств связи, применяемых на электросетевых объектах, установлены в ГОСТ Р 51317.6.5. Уровни устойчивости к электромагнитным воздействиям являются основными нормативными параметрами при выполнении проекта.

Испытания на помехоустойчивость должны проводиться для всех портов устройства (ТС) (рис.Б.1).

Порт - граница между ТС и внешней электромагнитной средой (зажим, разъем, клемма, стык связи и т.п.).

Порт корпуса - физическая граница ТС, через которую могут излучаться создаваемые ТС или проникать внешние электромагнитные поля.

Порт подключения кабеля - порт, в котором проводник или кабель подключается к ТС. К портам подключения кабеля относят: порты электропитания, сигнальные порты и порты функционального заземления.

Локальные соединения: Проводники или кабели, подключенные к ТС, функционирующим в условиях мягкой электромагнитной обстановки или электромагнитной обстановки средней жесткости:

• не подключены непосредственно к силовому оборудованию;

• их длины не превышают нескольких десятков метров;

• используются для целей связи в пределах одного здания.

Полевые соединения: Проводники или кабели, подключенные к оборудованию, размещенному на территории подстанции при наличии общей системы заземления.

Соединения с высоковольтным оборудованием: Кабели, проложенные от контрольно-измерительной аппаратуры к высоковольтному оборудованию (автоматическим выключателям, трансформаторам тока, трансформаторам напряжения, оборудованию передачи данных по силовым линиям).

Соединения с линиями связи: Кабели связи, выходящие за пределы распределенной системы заземления электростанции или подстанции для непосредственного соединения (без применения средств защиты от помех) с системой проводной связи или с удаленными объектами.

Порт функционального заземления: Порт подключения кабеля, отличный от сигнального порта и порта электропитания, предназначенный для подключения к заземлению, применяемому для целей иных, чем обеспечение электрической безопасности.

Виды соединений на подстанции приведены на рис. Б.2.

Места размещения ТС при определении требований для порта корпуса, электропитания и Н — размещение на высоковольтной подстанции при отсутствии защиты от помех (например здания для управления, релейной аппаратуры, места размещения коммутационной аппаратуры); Р— «защищенное» размещение (при наличии), например Виды соединений, подключаемых к сигнальным портам:

/— локальные (например соединения внутри помещения для управления); f— полевые (например соединения в зоне коммутационной аппаратуры и в здании с релейной аппаратурой); h — с высоковольтным оборудованием (например соединения с автоматическими выключателями, трансформаторами тока и напряжения и т. д.); t— с линиями связи (например соединения, применяемые при передаче сигналов по высоковольтным линиям и для связи с отдаленными устройствами); р — «защищенные»

соединения (при наличии), например соединения внутри экранированного помещения Уровни испытательных воздействий рекомендуемых для устройств устанавливаемых на электросетевых объектах приведены в таблице Б.1.

Виды испытаний на помехоустойчивость и помехоэмиссию вторичного оборудования и рекомендуемые степени жесткости.

п/п воздействий и испытаний документ жесткости промышленной частоты МЭК 60255- (напряжение в установившемся режиме) и импульсным напряжением.

воздействию магнитного поля промышленной радиочастотного диапазона 51317.4.3- излучаемым радиочастотным электромагнитным полям Импульсные магнитные ГОСТ Р 50649чувствительны импульсному магнитному разрядам статического 22-2-96).

электричества.

п/п воздействий и испытаний документ жесткости коммутациях силового (МЭК 61000-4-12для 1кВ (провод -провод) затухающим помехам.

постоянного и переменного тока.

наносекундным импульсным помехам кондуктивным помехам, в 51317.4.6- Провалы напряжения Прерывания напряжения кондуктивным помехам в полосе частот от 0 до импульсным помехам большой энергии.

постоянного и переменного тока.

На устойчивость к наносекундным импульсным помехам внешних и внутренних 51317.4.6- кондуктивным помехам, в полосе частот от 150 кГц На устойчивость к колебательным п/п воздействий и испытаний документ жесткости затухающим помехам.

Провалы напряжения Прерывания напряжения На устойчивость к телеуправления и переменного тока.

напряжения электропитания На устойчивость к изменениям частоты переменного тока На устойчивость к кондуктивным помехам, в На устойчивость к колебательным затухающим помехам.

п/п воздействий и испытаний документ жесткости импульсным помехам большой энергии.

На устойчивость к ГОСТ Р51317.4применяют к клещей связи) Кондуктивные помехи от внешних и внутренних источников.

полосе частот от 150 кГц 51317.4.6- Напряженность магнитного поля от токоограничивающих В.1 Исходные данные для расчета напряженности магнитного поля Рассмотрены типовые варианты расположения группы однофазных реакторов, при их включении в трехфазную цепь:

- расположение реакторов вдоль горизонтальной оси (рис.В.1) - расположение реакторов в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника (рис.В.2) - расположение реакторов в вершинах тупоугольного равнобедренного треугольника (рис.В.3) Параметры реакторов, использующиеся в расчете, приведены в таблице В.1.

Рассматривалось распределение напряженности магнитного поля (НМП) вдоль осей, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Т.е.

выбиралось направление, в каждой плоскости, вдоль которого НМП имела наибольшие значения при удалении от оси источника поля (реактора).

Принималось, что в номинальных режимах по реакторам протекаю токи 1кА, 2 кА, 3кА, 4кА и 5кА, имеющие соответственно сдвиг по фазе на 120о. Также были рассчитаны поля для двух значений токов 3-х фазного КЗ: 12кА и 15кА.

Рассмотрены случаи с наиболее характерными для применения на практике расстояниями между центрами реакторов: от 2,4 м до 3,4 м.

Рис.В.2 Расположение реакторов в вершинах равнобедренного прямоугольного Рис.В.3 Расположение реакторов в вершинах тупоугольного равнобедренного По результатам расчетов были построены зависимости НМП от расстояния до реакторов.

На рисунках иллюстрирующих результаты расчетов были отмечены уровни напряженности соответствующие 4-ой и 5-ой степеням жесткости испытаний оборудования на устойчивость к магнитным полям промышленной частоты при нормальном (длительном) и аварийном (кратковременном) режимах работы. Также для нормального режима работы отмечен уровень ( А/м) НМП безопасный для персонала энергообъекта на протяжении рабочего дня (8 часов). Погрешность расчетов для принятых параметров реакторов и геометрического расположения не превышает 5%.

В.2.1 Расположение реакторов вдоль горизонтальной оси Расчет в горизонтальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) производился вдоль направления Ох, указанного на рис.В.4, так как вдоль оси Ох НМП имела наибольшие значения при удалении от оси источника поля. При использовании результатов расчета в иных направлениях горизонтальной плоскости, расстояния до зон соответствующих степеням жесткости будут несколько завышены.

Расчет в вертикальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) производился вдоль направления Оz указанного на рис.В.5, так как вдоль оси Оz НМП имела наибольшие значения при удалении от оси источника поля. Расстояние отсчитывается от центра крайнего реактора. При использовании результатов расчета в иных направлениях вертикальной плоскости, расстояния до зон соответствующих степеням жесткости будут несколько завышены.

Результаты расчетов НПМ в горизонтальной и вертикальной плоскости приведены на рис.В.6-В.12.

Рис.В.4 Характер распределения НМП в горизонтальной плоскости Рис.В.5 Характер распределения НМП в вертикальной плоскости Рис.В.6 Распределение НМП при нормальных режимах в горизонтальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.7 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.8 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.9 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости при напряженность магнитного Рис.В.10 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.11 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.12 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости В.2.2 Расположение реакторов в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника Расчет в горизонтальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) производился вдоль направления Ох, указанного на рис.

В.13. Расчет в вертикальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) производился вдоль направления Оz указанного на рис. В.14.

Результаты расчетов НПМ в горизонтальной и вертикальной плоскости приведены на рис. В.15-В.22.

Рис.В.13 Характер распределения НМП в горизонтальной плоскости Рис.В.14 Характер распределения НМП в вертикальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.15 Распределение НМП при нормальных режимах в горизонтальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.16 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.17 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.18 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.19 Распределение НМП при нормальных режимах в горизонтальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.20 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.21 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.22 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости В.2.3 Расположение реакторов в вершинах тупоугольного равнобедренного треугольника.

Расчет в горизонтальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) осуществлен вдоль направления Ох, (рис. В.23). Расчет в вертикальной плоскости (в плоскости геометрических центров реакторов) осуществлен вдоль направления Оz (рис. В.24). Результаты расчетов НПМ в горизонтальной и вертикальной плоскости приведены на рис. В.25-В.32.

Рис.В.23 Характер распределения НМП в горизонтальной плоскости Рис.В.24 Характер распределения НМП в вертикальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.25 Распределение НМП при нормальных режимах в горизонтальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.26 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.27 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.28 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости напряженность магнитного Рис.В.29 Распределение НМП при нормальных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.30 Распределение НМП при нормальных режимах в вертикальной плоскости Рис.В.31 Распределение НМП при аварийных режимах в горизонтальной плоскости Рис.В.32 Распределение НМП при аварийных режимах в вертикальной плоскости В.3 Результаты расчетов напряженности магнитного поля от шин Результаты расчетов напряженности магнитного поля приведены для случаев, когда шины первичных цепей различных классов напряжения (110кВ, 220кВ, 330кВ и 500кВ) располагаются над зданием, в котором расположен релейный щит (рис. В.33).

Расчетные точки расположены в пространстве между крайними фазами на высоте h=3м, в плоскости перпендикулярной оси проводов. При расчете не учитывали провис проводов, а проводники в расчетной модели задавали прямыми линиями, высоту которых над уровнем земли принимали равной габариту (минимальному расстоянию до поверхности земли) реальной ошиновки (рис. В.34).

Принималось, что длина шин много больше габарита ошиновки (L >> H), что может привести к некоторому завышению результатов расчета (превышение до 10%) по отношению к реальным случаям при небольших длинах пролета между порталами ошиновок на ОРУ. Геометрические параметры ошиновок различных классов напряжений представлены в таблице В.2.

Геометрические размеры расчетной модели ошиновки При расчете рассматривали нормальный и аварийный режимы. При нормальном режиме принимали, что по ошиновке протекают токи 1 кА и 3 кА.

В качестве аварийного режима рассматривали режим однофазного КЗ, с замыканием на средней фазе. Токи однофазного КЗ: 10 кА, 20 кА, 40 кА и кА.

Результаты расчета НМП для ошиновки 110 кВ представлены на рис.

В.35 и рис. В.36. Результаты расчета ошиновки НМП для 220 кВ представлены на рис. В.37 и рис. В.38. Результаты расчета НМП для ошиновки 330 кВ представлены на рис. В.39 и рис. В.40. Результаты расчета НМП для ошиновки 500 кВ представлены на рис. В.41 и рис В.42.

Рис.В.33 Расположение ошиновки над зданием РЩ Рис.В.35 Результаты расчета НМП для ошиновки 110 кВ (нормальный режим) Рис.В.36 Результаты расчета НМП для ошиновки 110 кВ (аварийный режим) Напряженность магнитного Рис.В.37 Результаты расчета НМП для ошиновки 220 кВ (нормальный режим) магнитного поля, А/м Рис.В.38 Результаты расчета НМП для ошиновки 220 кВ (аварийный режим) Рис.В.39 Результаты расчета НМП для ошиновки 330 кВ (нормальный режим) Рис.В.40 Результаты расчета НМП для ошиновки 330 кВ (аварийный режим) Напряженность магнитного Рис.В.41 Результаты расчета НМП для ошиновки 500 кВ (нормальный режим) магнитного поля, А/м Напряженность Рис.В.42 Результаты расчета НМП для ошиновки 500 кВ (аварийный режим) В.4 Электромагнитные поля радиочастотного диапазона от различных Напряженности электрического поля, создаваемого некоторыми приморской зоне радиостанции радиотрансляцию радиостанции диапазона 144 - включая сотовые и радиотелефоны Уоки-токи (walky-talky) Наибольшие значения напряженности электрического поля E, В/м, приведенные в Таблице П.В.3 (согласно МЭК 61000-2-3, 1992 г.), получены по выражению (бралось максимальное значение):

где r - минимальное расстояние [м] от источника излучения;

ЭИМ - эффективная излучаемая мощность [Вт];

k - постоянная величина (k=7 для всех источников в таблице, кроме устройств Уоки-токи, для которых k=3 - см. МЭК 61000-4-3).

Ослабление поля от переносной радиостанции с расстоянием и наличием Условия измерения Расстояние до передатчика, м Е, В/м Программы для расчета уровней электромагнитных воздействий 1 Расчет напряжений и токов промышленной частоты, воздействующих на вторичное оборудование С помощью программ выполняют расчет переходных процессов в разветвленной 3-мерной схеме заземляющего устройства электросетевых объектов, включающей систему проводников в воздухе и грунте, при коротких и двойных замыканиях на землю.

При проведении расчетов должны учитываться:

- удельное сопротивление грунта;

- материал и сечение проводников и заземлителей;

- составляющие тока КЗ на землю;

- кабели с экраном, броней или оболочкой;

- трубопроводы различного сечения.

В результате расчетов получают распределение потенциалов и токов по элементам заземляющего устройства, и определяют:

- сопротивление заземляющего устройства (напряжение на ЗУ);

- напряжение, воздействующее на вторичные кабели и оборудование;

- токи в экранах, броне и оболочках кабелей.

Дополнительно с помощью программ определяют напряжение прикосновения для обеспечения условий электробезопасности на электросетевом объекте.

В таблице Г.1 приведены сведения о компьютерных программах, которые могут быть применены для выполнения расчетов электромагнитных воздействий на вторичное оборудование.

Для расчета напряжений и токов, воздействующих на вторичное оборудование, могут применяться программы:

ОРУ-М, Parsiz, KWIK GRID, «Расчет заземляющих устройств» фирмы Safe Engineering Services & technologies ltd.

2 Расчет импульсных помех при коротких замыканиях и коммутациях в первичных цепях.

С помощью программ выполняют расчет переходных процессов при КЗ и коммутациях в первичных цепях.

При проведении расчетов должны учитываться:

- волновые процессы в кабельных линиях, - свойства грунта, - расположение кабельной линии в воздухе так и в грунте, - взаимное экранирование проводов в кабельных линиях, - нагрузка линии на ее концах.

В результате расчетов определяют импульсные токи в первичных цепях, наведенные импульсные напряжения и токи во вторичных цепях.

Для расчета импульсных помех могут применяться программы:

Interferences, EMTP-RV, PisPice. MicroCAP.

3 Расчет магнитных полей.

С помощью программ для расчета магнитных полей выполняют расчет напряженности магнитного поля от источников поля:

- шины первичных цепей;

- реакторы, трансформаторы;

- проводники различного назначения;

- молниеотводы.

Для расчета магнитных полей могут применяться программы:

MagPole, Реактор МП, ЭМП ВЛ, ELMAGLEP, EMFWorkstation 2. 4 Расчет электромагнитных воздействий от молнии.

С помощью программ выполняют расчет импульсных потенциалов на токоотводах и ЗУ молниеотводов, импульсных помех во вторичных цепях и напряженности импульсных магнитных полей при ударах молнии.

Для расчета электромагнитных воздействий от молнии могут применяться программы:

Interferences, MagPole, ОРУ-М, Контур.

2 Interferences 3. MagPole 4. Protection 5. Parsiz Реактор МП ОАО «ФСК ЕЭС» Расчет распределения напряжённости Российское агентство по ОАО «ФСК ЕЭС»

9. ELMAGLEP 10.

11.

Мисриханов М.Ш. промышленной частоты, создаваемых Свидетельство о регистрации ("Консультантыэлектротехники"). Результаты расчета - распределение Принадлежит Cadence Расчет переходных процессов в http://www.cadence.com/product В свободной 9 PisPice EMF Workstation Фирмы Enertech Комплект утилит для расчета http://www.enertech.net/emfw/d Нет сведений о Примечание. Из зарубежных программ представлены лишь наиболее распространенные и представленные на Российском рынке.

Наибольшие уровни импульсных помех (степень жесткости испытаний) во вторичных кабелях при коротких замыканиях в Открыто или в ж/б кабельных лотках обеспечивается) В металлическом кабельном канале или Примечание: Степень жесткости испытаний дана с учетом погрешности расчетов (не более 20%).

1 Практически на всех энергообъектах России применяются кабели типа КВВГэ. Отсутствие правильной технологии заземления экранов таких кабелей и применяемые конструкции шкафов привели к тому, что применяемые на практике способы заземления экранов противоречат основным правилам обеспечения ЭМС (рис.Е.1). Как правило, заземление экранов выполняется в виде «косички».

«Косичка» - отрезок спаянных проводников оплетки кабеля или дренажные проводники кабелей с фольговыми экранами, являются удивительно неэффективными для обеспечения хорошего заземления, даже если их длина не превышает 25 мм. Косички увеличивают последовательную индуктивность в заземляющем соединении, которая будет доминировать в передаточном сопротивлении при сборке. Взаимная индуктивность отрезка кабеля, на котором выполнена косичка, пропорциональная длине отрезка; для косички длиной 25 мм взаимная индуктивность составляет несколько нГн, что существенно больше, чем допускается для индуктивности утечки типичного экранированного кабеля.

Соединение «косичкой» не может быть рекомендовано для обеспечения ЭМС, за исключением низкочастотных приложений, не представляющих опасность с позиции помехоэмиссии и восприимчивости. В любом случае длина косички не должна превышать 30мм.

2 Для заземления экранов рекомендуется использовать специальную конструкцию в виде специальных зажимов (рис.Е.2) с большой площадью контакта.

Ее можно расположить по всему периметру нижней части шкафа. Для большего числа кабелей, возможно, установка дополнительного ряда в середине (если это возможно по условиям удобства монтажа).

Одним из вариантов для заземления экранов является применение специальных разъемов (рис.Е.3).

Рис.Е.1 Заземление экранов в виде «косички» из длинных проводников Рис.Е.2 Заземление экранов с помощью специальных зажимов Рис.Е.3 Применение специальных разъемов 3 Основное правило - экраны контрольных и силовых кабелей следует заземлять с обоих концов. Этот способ является наилучшим для снижения синфазных помех, особенно на средних и высоких частотах. Коэффициент снижения остается значительным (т.е. 50 В < 100 Гц Рис. Е.5 Практические способы заземления жил и экранов кабелей:

Область применения различных способов заземления жил и экранов кабелей.

Схема на рис. Е.5, а. Это наиболее часто рекомендуемый способ, при котором сигнальные цепи заземлены на одном конце во избежание появления помех промышленной частоты, а экран заземлен на обоих концах для наилучшего снижения высокочастотных помех.

Данная схема широко используется для подключения оборудования на РУ подстанций (сигналы 4 в табл. Е.1) и для подключения кабелей с сигналами управления или цифровыми сигналами среднего уровня (сигналы 3 в табл. Е.1).

Схема не подходит для подключения кабелей с чувствительными сигналами низкой частоты (2b в табл. Е.1) в асимметричных (несимметричных) цепях; схема также мало подходит для высокоскоростных цифровых цепей, не имеющих опорного потенциала земли (сигнал 1а в табл. Е.1).

Схема на рис. Е.5, б. При данной схеме подключения, как экран, так и сигнальные жилы заземляют с обеих сторон.

Данная схема является наилучшим решением для высокочастотных цепей (сигнал 1 в табл. Е.1), но требует наличия очень хорошей (эквипотенциальной) сети заземления, которая на практике может иметь место в сетях малых размеров, расположенных в одном здании.

В действительности любой продольный потенциал земли, вне зависимости от причин его появления, даже будучи снижен за счет экранирования, все равно появится в виде синфазной помехи на обоих концах (величина зависит от соотношения сопротивлений нагрузки).

Однако, в данной конфигурации синфазное и противофазное напряжение идентичны друг другу, вследствие чего дальнейшего снижения помехи не произойдет. На низких частотах данной схемы следует избегать, если по цепи передаются сигналы низкой частоты или ожидается появление значительных потенциалов заземлителя на низких частотах.

Во избежание этого затруднения обычно предпочтение отдается симметрированным схемам соединения (схема на рис. Е.5,в) или схемам с разделением сигналов низкой и высокой частоты (схема на рис. Е.5,д).

Схема на рис. Е.1, в. В данной схеме используется принцип симметрирования цепи, при котором присоединяемое оборудование и соответствующие связи с сигнальными цепями выполняются симметрично относительно земли. В такой цепи среднюю точку можно либо заземлять, либо не заземлять.

Данная схема обычно используется для цепей дистанционного управления, имеющих большую длину.

Экран кабеля заземлен с обеих сторон и обеспечивает экранирование от продольных возмущений. Данная схема обладает весьма большой стоимостью, но в то же время позволяет избавиться от помех во всем диапазоне частот - от низких (цепь симметрирована) до высоких (применено экранирование) и поэтому рекомендуется к применению при передаче сигналов любого типа.

Схемы на рис. Е.5, г, д. Данные схемы - это обычные схемы соединения для передачи сигналов низкой частоты (2а в табл. Е.1) при наличии низкочастотных возмущений, позволяющие удерживать величину противофазной помехи на низком уровне (несимметричная цепь).

Данные схемы также могут использоваться для цепей, к незаземленному концу (не защищенному от продольных помех) которых подключены только пассивные либо слабо подверженные помехам элементы.

При сравнении схем на рис. Е.5, г и Е.5, д видно, что схема Е.1, д с незаземленным корпусом оборудования обеспечивает большую помехозащищенность, но может вызвать проблемы в плане электробезопасности (значительное напряжение прикосновения). Таким образом, данная схема обычно неприменима при наличии вблизи небольших элементов рассматриваемого оборудования какого-либо заземленного иного оборудования.

Схема на рис. Е.5, е. В данной схеме ослабление механизма связи между токами низкой и высокой частоты достигается за счет конденсаторов, позволяющих получить снижение помех высокой частоты за счет двойного заземления без опасений появления противофазных помех низкой частоты вследствие несимметричности цепи.

Заземление сигнальной цепи на высоких частотах может происходить за счет паразитных емкостей или наличия конденсаторов для ослабления механизма связи.

Схема на рис. Е.5, ж. Схема объединяет в себе достоинства схем на рис. Е.1, а и Е.1, г обеспечивая хорошую защиту от помех во всем диапазоне частот. По этой причине схема может использоваться для передачи низкочастотных сигналов низкого уровня (2 в табл. Е.1) в сложной ЭМО.

Схема на рис. Е.5, з. Схема с коаксиальным кабелем с заземлением на обоих концах обычно используется для передачи сигналов высокой частоты оборудованию, не подверженному воздействию помех низкой или высокой частоты, в частности, радиооборудованию, работающему в диапазоне СВЧ, рабочие частоты которого много выше частот обычно встречающихся помех.

Такая схема также часто используется для передачи высокоскоростных цифровых сигналов (1а в табл. Е.1) на небольшие расстояния (несколько десятков метров) при наличии хорошего заземлителя (см. схему на рис. Е.5, б).

Схема применима и при больших расстояниях, если взаимное передаточное сопротивление невелико, токи помехи ограничены наличием хорошего заземлителя или заземленного проводника, параллельного кабелю.

Схема на рис. Е.5, и. Схема с коаксиальным кабелем с заземлением на одном конце применяется везде, где токи помех низкой частоты по внешнему проводнику могут повлиять на полезный сигнал.

Примером такого случая может быть соединение отдельных заземлителей.

Кроме того, данное соединение может использоваться для подключения переносного оборудования, например, видеокамер, мониторов, и т.п.

При необходимости переносное оборудование можно заземлять через конденсатор.

Очевидно, что подобно схеме на рис. Е.5, ж, использование коаксиальных трехпроводных (триаксиальных) кабелей может иногда помочь решить все возможные проблемы помехозащищенности и, таким образом, может быть рекомендовано для очень чувствительных сетей, используемых, например, для передачи сигналов 1 в табл. Е.1,.

Схема на рис. Е.5, к. Подобно схеме на рис. Е.5, е. данная схема обеспечивает хорошее экранирование высоких частот без вредных воздействий, связанных с протеканием токов низкой частоты.

5 При выборе типа кабеля могут помочь следующие общие рекомендации:

- Применения витых пар существенно снижает наведенные помехи.

- Коаксиальные кабели, несмотря на их распространенность для передачи высокочастотных сигналов, не очень хороши для частот ниже средних.

- Экраны в виде оплетки по наружной поверхности кабеля по электрическим параметрам превосходят экраны в виде спирально намотанной фольги. Качество оплетки лучше, чем выше ее плотность.

- Оплетка и фольга тем лучше, чем толще проволока или материал фольги, поскольку это обеспечивает увеличение проводимости.

- Продольная установка фольги лучше, чем спиральная, но она достаточно жесткая и трудно изгибается.

- Внешний экран в виде оплетки и фольги, или двойной оплетки, значительно лучше, чем одиночный экран, даже в том случае, если два экранирующих слоя не изолированы один от другого. Лучшая конфигурация для кабелей с экраном в виде оплетки и фольги, когда оплетка находится против проводящей стороны спиральной фольги.

- Отдельные витые пары (тройки, четверки и т.п.) в общем экранированном кабеле могут нуждаться в индивидуальных экранах для предотвращения емкостной перекрестной помехи между сигнальными проводниками.

- Многослойные экраны с изоляцией между экранными слоями в общем случае лучше, чем без изоляции.

Выбор сечения элементов заземляющих устройств Допустимые токи короткого замыкания для элементов заземляющих устройств определяют по следующему выражению, исходя из допустимой по ПУЭ температуре нагрева где S - поперечное сечение проводника или экрана кабеля,мм2; Sдоп допустимое сечение для тока в 1 кА продолжительностью воздействия 1 секунда; q - коэффициент, учитывающий продолжительность воздействия тока Значения Sдоп приведены в табл. Ж.1.

Допустимое сечение Sдоп для тока 1 кА длительностью 1 с.

Заземляющий проводник из стали, подсоединенный к аппарату 16, Заземляющий проводник из меди, подсоединенный к аппарату 5, Арматура железобетона Свинцовая оболочка кабеля с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 10 кВ Свинцовая оболочка кабеля с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 20 - 200 кВ Алюминиевая оболочка (экран) кабеля с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией Алюминиевая оболочка (экран) кабеля с полиэтиленовой изоляцией 16, Медный экран кабеля с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией 10, Графики зависимостей значений допустимых токов от поперечных сечений элементов для различных материалов и времени воздействия КЗ не более 0, (время работы основной защиты) с приведены на рис. Ж.1 -Ж.7.

Iдоп(,S) Рис. Ж.1 Допустимый ток КЗ для стальных проводников горизонтального заземлителя и заземляющего проводника, подсоединенного к аппарату, при времени воздействия не более 0,1 с Рис. Ж.2 Допустимый ток КЗ для медных проводников горизонтального заземлителя и заземляющего проводника, подсоединенного к аппарату, при времени воздействия не более 0,1 с Iдоп, Рис. Ж.3 Допустимый ток КЗ для арматуры железобетона при времени воздействия не более 0,1 с Iдоп(,S) Рис. Ж.4 Допустимый ток КЗ для свинцовой оболочки кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение до 10 кВ и (20 - 200) кВ при времени воздействия не более 0,1 с.

45. Iдоп(,S) Рис. Ж.5 Допустимый ток КЗ для алюминиевой оболочки кабеля с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и полиэтиленовой изоляцией при времени воздействия не более 0,1 с Iдоп(,S) Рис. Ж.6 Допустимый ток КЗ для алюминиевого экрана кабеля с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и полиэтиленовой изоляцией при времени воздействия не более 0,1 с Iдоп(,S) 4. Рис. Ж.7 Допустимый ток КЗ для медного экрана кабеля с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и полиэтиленовой изоляцией при времени воздействия не более 0,1 с.

2 Погонные сопротивления проводников и экранов кабелей на При расчете напряжений на ЗУ и токов, протекающих по проводникам и экранам кабелей необходимо иметь данные о погонных активных и индуктивных сопротивлений заземляющих проводников и экранов кабелей.

Зависимости погонных сопротивлений для проводников из стали и меди от их эквивалентного диаметра приведены ниже.

Ом.м 0, Рис. Ж.8 Зависимость погонных активного r0 и индуктивного x0 сопротивлений стального Рис. Ж.9 Зависимость погонных активного r0 и индуктивного x0 сопротивлений медного Рис. Ж.10 Зависимость погонного сопротивления медного экрана z0экр от его наружного Z 0kab d ekr, 1 6. мОм/м 5. Рис. Ж.11 Зависимость погонного сопротивления алюминиевого экрана z0экр от его наружного 1 Методика расчета Экранирующее свойство кабельных экранов, лотков, каналов и других элементов объясняется тем, что источник помехи индуцирует в экране ток, электромагнитное поле которого компенсирует электромагнитное поле помехи.

Для получения высокого коэффициента экранирования следует обеспечить как можно более низкое сопротивление контура, по которому протекает экранирующий ток. На частотах до 10 МГц экранирующий ток протекает по экрану и через точки заземления экрана замыкается в грунте. Только на частотах более МГц экранирующий ток может замыкаться через емкости между экраном и землей, а так же в самом экране (рис. З.1).

Рис. З.1 Пути протекания экранирующих токов в зависимости от частоты помехи.

Частота помех, имеющих место на территории ОРУ и ЗРУ, как правило, ниже 10 МГц (см. табл. З.1). Поэтому для обеспечения эффективного экранирования помех необходимо обеспечить минимальное сопротивление контура, по которому протекает экранирующий ток. Это обеспечивается надежным гальваническим присоединением экрана на обеих сторонах к ЗУ проводниками с минимальной индуктивностью. Все приведенные ниже данные по коэффициентам экранирования вычислены для экранирующих элементов заземленных (присоединенных к ЗУ) с обеих сторон. Методика расчета коэффициентов экранирования для этого случая изложена в [1].

Частота помех, создаваемых различными источниками Коммутации, пробои электрической изоляции, срабатывание разрядников в 50-1000 кГц первичных цепях высокого напряжения ОРУ Коммутации, пробои электрической изоляции, срабатывание разрядников в 1-5 МГц первичных цепях высокого напряжения ЗРУ Коммутации, пробои электрической изоляции, срабатывание разрядников в до 30 МГц первичных цепях высокого напряжения КРУЭ Подскоки потенциалов вследствие протекания токов КЗ через заземляющие 50 Гц устройства Рис. З.2 Схема замещения для расчета коэффициента экранирования.

Индекс 1 соответствует экранируемому проводу, индекс 2 - контуру, генерирующему помеху, Коэффициент экранирования K 1 для линии с заземленным с обеих сторон экраном определяется из общего выражения где l - протяженность системы;

Z t = (R3 + jLt ) / l - передаточное сопротивление;

R3 активное сопротивление экрана;

Lt= M13 - L3-- передаточная индуктивность;

L3-индуктивность экрана;

M13 -взаимная индуктивность между экраном и жилой;

RG - сопротивление пути протекания тока в земле;

Lg - собственная индуктивность заземляющих выводов экрана (величиной около мкГн/м).

Для расчета коэффициентов экранирования протяженных экранирующих элементов (кабельных экранов, стальных труб коробов и т.д.) необходимо вычислить значения перечисленных параметров с учетом скин-эффекта в металле и грунт В железобетонных кабельных каналах, лотках и зданиях основным экранирующим элементом являются стальные стержни арматуры. В кирпичном здании экранирующими элементами являются трубы водопровода, отопления, а также электропроводка. В [2] коэффициенты экранирования стен зданий предлагается вычислять, представляя их в виде металлических сеток. Коэффициент экранирования алюминиевой и медной сетки на всех частотах составляет Для стальной сетки: на частоте ~25 кГц на частоте ~1 МГц:

для r~200, где w - размер ячейки; r - радиус прутка.

Расчет коэффициента экранирования металлических шкафов проведен по соотношению из [3] для сферического экрана.

,µr - электропроводность и относительная магнитная проницаемость материала; - угловая частота; r0 - радиус сферического экрана; t - толщина стенки экрана.

2 Результаты расчета коэффициентов экранирования На рис. З.3- З.10 и в таблице З.2 приведены значения коэффициентов экранирования часто используемых экранирующих элементов.

Рис. З.3 Сравнительные коэффициенты экранирования различных экранирующих элементов Рис.З.4 Коэффициенты экранирования кабельных экранов Рис. З.5 Коэффициенты экранирования металлорукавов различного диаметра Рис.З.6 Коэффициенты экранирования стальных толстостенных труб различного диаметра Рис.З.7 Коэффициенты экранирования стальных лотков различного сечения Рис. З.8 Коэффициенты экранирования стальных коробов различного сечения Рис.З.9 Коэффициенты экранирования железобетонных каналов и лотков (при обеспечении Рис.З.10 Коэффициенты экранирования металлических шкафов экранирования на частоте 25 кГц экранирования на частоте 1 МГц 1. Руководство по обеспечению электромагнитной совместимости на электрических станциях и подстанциях. Подготовлено Рабочей группой СИГРЕ 36.04:«ЭМС на электрических станциях и подстанциях». 1977, 196 с.

2. Стандарт МЭК 62305-2003. Молниезащита.

3. Шваб А. Электромагнитная совместимость. М: Энергоатомиздат, 1995, 468 с.

Типовые решения по обеспечению ЭМС вторичного оборудования и систем связи на электросетевых объектах В соответствии с требованиями стандарта ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ» проект электросетевого объекта должен содержать раздел по ЭМС.

При проектировании объектов нового строительства, технического перевооружения и реконструкции ПС 110 кВ и выше должен быть выполнен комплекс мероприятий, обеспечивающих электромагнитную совместимость устройств РЗА, ПА, АСУ ТП и связи.

Основные мероприятия должны включать:

- компоновочные решения объекта;

- выполнение защиты вторичных цепей и устройств от электромагнитных воздействий молнии;

- выбор заземляющего устройства подстанции по условиям ЭМС;

- выбор трассы прокладки кабельных каналов, типа кабельной канализации с учетом требований ЭМС;

- выполнение защиты от статического электричества и других электромагнитных воздействий.

Мероприятия по обеспечению требований электромагнитной совместимости на объектах технического перевооружения и реконструкции должны разрабатываться с учетом результатов проведенных обследований электромагнитной обстановки, в т.ч. и на ПС противоположных концов ВЛ 110- кВ, где устанавливаются микропроцессорные устройства РЗА, ПА, связи.

В Приложении представлены примеры выполнения разделов проектов по ЭМС для типовых электросетевых объектов:

- полная реконструкция подстанции 330/110/10кВ с ОРУ;

- новое строительство подстанции 500/220/110/20кВ с КРУЭ;

- новое строительство подстанции 220/20кВ с КРУЭ и открытой частью;

- новое строительство подстанции 500/220/10кВ с поэтапным вводом в эксплуатацию ОРУ 220кВ и ОРУ 500кВ;

- установка микропроцессорных устройств РЗА на отдельных линиях действующей подстанции.

И.2 Полная реконструкция подстанции с ОРУ 330кВ и 110кВ И.2.1 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий напряжения и токов промышленной частоты на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю ПС после реконструкции представляет собой открытую подстанцию, на которой расположены: ОРУ-330кВ, ОРУ-110кВ (с автотрансформаторами АТ-1 АТ-4). Применена компоновка с распределенными РЩ: РЩ 330кВ в здании ОПУ, РЩ-1 и РЩ-2 110кВ - в отдельных зданиях.

Проект заземляющего устройства, расположение оборудования и трассы прокладки кабелей приведены на чертеже.

Для снижения уровней напряжений и токов промышленной частоты при коротких замыканиях на землю применяют систему выравнивания потенциала на ОРУ и система уравнивания потенциалов внутри здания.

В связи с тем, что токи замыкания на землю имеют высокие значения, при выполнении заземляющего устройства в качестве заземлителей и заземляющих проводников применяют медный пруток диаметром 16мм.

Заземляющее устройство ПС представляет собой замкнутый контур, соединяющий все здания и сооружения.

Вокруг всех зданий прокладывают горизонтальный заземлитель на расстоянии 1м от здания. От этого заземлителя выполняют вводы в здания.

В помещениях РЩ, ЩПТ, АСУ ТП и АСКУЭЭ шкафы присоединяют к закладным металлоконструкциями. Каждый ряд шкафов соединяют с шиной, проложенной по периметру помещения.

Результаты расчетов.

1) Сопротивление растеканию не превысит 0,14 Ом, а потенциал на ЗУ кВ.

2) Напряжения, воздействующие на изоляцию контрольных кабелей, проложенных от ОПУ до оборудования 330кВ и от РЩ1(2) до оборудования 110кВ и токи по их экранам, заземленным с обеих сторон, не превысят 250В и 100А соответственно, что допустимо для кабелей типа КВВГэ.

Проект заземляющего устройства соответствует требованиям электробезопасности и электромагнитной совместимости.

И.2.2 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ в первичных цепях Прокладка кабелей цепей вторичной коммутации от ОРУ-330кВ до РЩ 330 и от ОРУ-110кВ до РЩ-110кВ выполнена в полузаглубленных ж/б монолитных кабельных каналах.

Разводка из кабельных каналов к шкафам выполнена в оцинкованных кабельных коробах. Кабели в кабельных каналах прокладывают по полкам с разделением силовых и контрольных кабелей асбестоцементными перегородками;

при разводке кабелей в кабельных коробах, силовые и контрольные кабели прокладывают в разных коробах.

Трассы прокладки кабелей на ОРУ 330кВ удалены от шин высокого напряжения.

Контрольные кабели - экранированные типа КВВГэ. Заземление экранов - с двух сторон.

Результаты расчетов.

1) Наибольшие расчетные значения тока высокочастотной составляющей при коротком замыкании на землю составят:

ОРУ-330кВ - 3,2кА;

ОРУ-110кВ - 1кА.

При коммутациях наибольшие значения амплитуды импульсных токов будут примерно в 4 раза меньше.

2) Наибольшее значение импульсных помех во вторичных цепях не превысят 1кВ.

Уровень импульсных помех не превышает допустимые для МП устройств РЗА значений.

И.2.3 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех от токов молнии Молниезащиту ОРУ-330кВ и ОРУ-110кВ осуществляют при помощи молниеотводов на порталах и отдельно стоящих молниеотводов.

Результаты расчетов.

1) При ударе молнии в молниеотводы на ОРУ вероятность обратного перекрытия с ЗУ на кабели цепей вторичной коммутации пренебрежимо мала.

2) Импульсные помехи не превышают 4кВ.

Молниезащита подстанции соответствует требованиям ЭМС вторичного оборудования.

И.2.4 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий магнитных полей промышленной частоты Реакторные камеры установлены в отдельных зданиях на ОРУ 330кВ.

Результаты расчетов.

1) Напряженность магнитных полей промышленной частоты в помещениях ОПУ не превышает 8А/м.

2) В помещениях РЩ-1 и РЩ-2 не превысит 25А/м, что соответствует степени жесткости.

Уровень напряженности магнитных полей промышленной частоты в местах размещения устройств РЗА не превышает допустимых значений для оборудования, испытанного по 4-й степени жесткости испытаний на устойчивость к магнитным полям промышленной частоты.

И.2.5 Проектные решения по защите от электромагнитных полей радиочастотного диапазона По результатам предпроектных изысканий установлено, что вблизи подстанции отсутствуют мощные источники электромагнитных полей радиочастотного диапазона. Фоновый уровень не превышает 0,1 В/м.

Допустимые уровни напряженности электромагнитного поля радиочастотного диапазона обеспечивают естественные экраны:

металлоконструкции зданий подстанции и металлических шкафов.

Для защиты от воздействия электромагнитного поля переносных радиопередающих устройств необходимо административно ограничить их применение вблизи микропроцессорной аппаратуры (не ближе 2-3м).

И.2.6 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных магнитных полей Молниеотводы установлены на допустимом расстоянии от РЩ.

Результаты расчетов.

Наибольшее значение напряженности импульсных магнитных полей от расположенных вблизи РЩ молниеотводов не превышает 80А/м. Импульсные магнитные поля от первичных цепей существенно ниже, чем от молнии.

На подстанции могут быть установлены устройства, соответствующие степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50649.

И.2.7 Проектные решения по защите от разрядов статического электричества Для обеспечения допустимых уровней электростатического потенциала тела человека в помещениях РЩ, серверной и связи применяютфальшполы с антистатическим покрытием фирмы DOBO.

Результаты измерений и расчетов.

Наибольшее значение электростатического потенциала тела человека во всех помещениях с микропроцессорной аппаратурой ПС не превысит 1,0кВ.

Микропроцессорная аппаратура РЗ, ПА, АСУ, АСКУЭЭ, связи, устанавливаемая в этих помещениях, должна быть испытана по ГОСТ Р 51317.4. не менее, чем по 2 степени жесткости.

И.2.8 Проектные решения по защите от наносекундных импульсных помех Для защиты от наносекундных импульсных помех применяются решения:

• электромеханические устройства не устанавливаются вблизи микропроцессорной аппаратуры;

• питание электромеханических устройств и микропроцессорных устройств выполняют с разных фидеров.

И.2.9 Проектные решения по обеспечению качества электропитания постоянным током вторичного оборудования Для обеспечения качественного электропитания постоянным током применяют подзарядные устройства, обеспечивающие уровень пульсаций менее 2,5%.

Питание МП устройств, чувствительных к электромагнитным помехам, осуществляют от отдельных фидеров.

Кабели сети постоянного тока, проходящие в распределительном устройстве, прокладывают в кабельных каналах и металлических коробах.

И.2.10 Проектные решения по обеспечению качества электропитания переменным током вторичного оборудования.

Для обеспечения качественного электропитания переменным током применяется система электропитания TN-S.

Для питания устройств АСУ ТП применяют системы бесперебойного электропитания на базе ИБП.

И.2.11 Проектные решения по защите от кондуктивных помех Для защиты от кондуктивных помех, наведённых внешними электромагнитными полями, применяют экранированные кабели.

Для защиты от взаимного влияния цепей различного назначения применяют следующие технические решения:

- силовые кабели и контрольные кабели вторичного оборудования прокладывают на расстоянии не менее 0,25м.

И.2.12 Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания.

Предусмотрено проведение измерений для контроля ЭМО в процессе строительства подстанции.

После завершения монтажных работ проводят приемо-сдаточные испытания в соответствии с «Методическими указаниями по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях». СО 34.35.311.2004.

Результаты расчетных значений уровней электромагнитных воздействий и степени жесткости испытаний МП устройств на помехоустойчивость приведены в таблице И.1.

Расчетные значения уровней электромагнитных воздействий и степени жесткости й частоты при (напряжение в установившемся токов молнии. помехам большой энергии.

промышленно ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 61000- длительно, радиочастотно магнитным полям.

го диапазона. ГОСТ Р 51317.4.3-99 ((МЭК статического статического электричества.

электричества ГОСТ Р 51317.4.2-99 (МЭК электромехан 61000-4-4-95, МЭК 60255-22-4ических 92).

устройств.

электропитан напряжения постоянного тока. 2,5%/ постоянным 10.

электропитан и интергармоникам, к сигналам переменным сигнализации в напряжении И.3 Новое строительство подстанции 500/220/110/20кВ с КРУЭ И.3.1 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий напряжения и токов промышленной частоты на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю.

И.3.1.1 Для снижения уровней напряжений и токов промышленной частоты при коротких замыканиях на землю применяют систему выравнивания потенциала вне зданий и систему уравнивания потенциалов внутри здания.

В связи с тем, что токи замыкания на землю имеют высокие значения, при выполнении заземляющего устройства в качестве заземлителей и заземляющих проводников применяют медную полосу сечением 60х5 мм2.

И.3.1.2 Заземляющее устройство ПС представляет собой замкнутый контур, соединяющий все здания и сооружения.

Вокруг каждого здания КРУЭ-220кВ, КРУЭ-500кВ, КРУ-20кВ и переходных пунктов прокладывают горизонтальный заземлитель на расстоянии 1м от здания.

От этого заземлителя выполняются вводы в здание на расстоянии не более 10м один от другого и присоединяются к внутреннему заземляющему устройству. Для выравнивания потенциалов на территории подстанции между зданиями применяют сетку заземлителей с размерами ячеек не менее 10х10 м.

На части территории подстанции, где расположены порталы 500кВ и кабельные вводы 220кВ, также прокладывают сетку из шин заземления с шагом не более 10х10м, связанную с общим заземлителем.

Вокруг здания проходной, маслосборников, насосной станции противопожарного водопровода, резервуара противопожарного запаса воды прокладывают заземлители на расстоянии 1м от объекта, связанные с общим ЗУ, как показано на схеме заземляющего устройства.

И.3.1.3 По периметру помещения с оборудованием КРУЭ прокладывают заземляющую медную шину сечением 60х5 мм2. Шину соединяют с закладными металлоконструкциями, оборудованием КРУЭ и высокочастотной (ВЧ) сеткой. В качестве ВЧ сетки применяются арматуру железобетонной конструкции пола.

Сетку присоединяют к закладным металлоконструкциям здания и к внешнему заземлителю равномерно по периметру не менее, чем в 10 точках. От ВЧ сетки для заземления оборудования КРУЭ оборудуют выводы медной шиной сечением 60х мм2. Число выводов должно быть не менее 2-х для каждого присоединения КРУЭ.

Все оборудование КРУЭ соединяют между собой медной шиной 60х5 мм2.

Дополнительно, в помещении КРУЭ на уровне пола прокладывают сетку из медной шины 5х60мм с шагом ячейки 1х1м, связанную с шиной системы уравнивания потенциалов, проложенной по периметру помещения.

И.3.1.4 В помещениях КРУ-20кВ (10кВ) корпуса ячеек КРУ присоединяются к закладным металлоконструкциям и между собой медной шиной 60х5 мм2.

Связи между рядами ячеек КРУ и внутренней шиной выполняют с шагом не более 10м.

И.3.1.5 Для заземления трансформаторов и автотрансформаторов в трансформаторных камерах по периметру прокладывают заземляющую медную шину 60х5 мм2, соединенную с закладными металлоконструкциями здания в 4х точках в каждой камере и заземляющими шинами соседних помещений здания. К заземляющей шине присоединяют корпус трансформатора заземляющими проводниками, не менее двух с каждой стороны. Вблизи мест заземляемых нейтралей силовых трансформаторов прокладывают продольные и поперечные заземляющие проводники (в четырех направлениях), соединенные с заземляющей шиной, проложенной по периметру трансформаторной камеры.

И.3.1.6 В помещениях РЩ, ЩПТ, АСУ и АСКУЭЭ шкафы вторичного оборудования присоединяют к закладным металлоконструкциями. Каждый ряд шкафов соединяют с шиной, проложенной по периметру помещения.

Результаты расчетов.

1) Наибольшее напряжение промышленной частоты на вторичном кабеле или оборудовании при всех режимах не превышает 0,6кВ.

2) Наибольшее значение тока промышленной частоты в экранах вторичных кабелей, проложенных от РУ 110кВ и выше до РЩ, не превышает 200А.

Наибольшее значение тока в экранах вторичных кабелей, проложенных от РУ 20кВ до РЩ, не превышает 60А.

Наибольшее значение тока в экранах любых вторичных кабелей, при ближнем внешнем КЗ для всех напряжений не превышает 30 А.

3) Наибольшие расчетные значения напряжения на ЗУ при эквивалентных значениях удельного сопротивления грунта, приведенных к двухслойной модели с учетом промерзания грунта в зимний период, 1= 200 Ом*м, 2 =60 Ом*м, h=2м составят:

При двойном замыкании на землю на РУ 20 кВ напряжение на ЗУ составляет 0,8 кВ.

1) При КЗ на землю на РУ 110кВ и выше и двойном замыкании на землю на РУ 20кВ напряжение промышленной частоты, воздействующее на изоляцию контрольных кабелей, и токи, протекающие по экранам контрольных кабелей, не превышает значений 0,6кВ и 200А соответственно.

2) Расчетное значение напряжения на ЗУ не превышает 5 кВ И.3.2 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ в первичных цепях.

Для снижения уровней импульсных помех до допустимых значений приняты следующие проектные решения.

И.3.2.1 В помещениях КРУЭ-500кВ, КРУЭ-220кВ, КРУЭ-110кВ выполнить ВЧ сетку для снижения импульсного потенциала на оборудовании при КЗ и коммутациях. В качестве сетки применяют арматуру железобетонного пола.

И.3.2.2 В КРУЭ, от КРУЭ до РЩ и от ЩПТ до КРУЭ прокладывают экранированные кабели с заземлением экранов с двух сторон (для заземления экранов применяют разъемы или зажимы специального исполнения).

И.3.2.3 Выбрана прокладка всех вторичных кабелей в кабельной канализации с большим эффектом экранирования - металлических коробах. Кабельные короба заземляют на обоих концах и в местах пересечения с другими металлическими конструкциями.

И.3.2.4 Силовые кабели и контрольные кабели прокладывают либо в разных кабельных коробах, либо на расстоянии не менее 0,25м.

Результаты расчетов.

1) Наибольшие расчетные значения тока высокочастотной составляющей при коротком замыкании на землю составят:

КРУЭ-110кВ - 5кА;

КРУЭ-220кВ - 10кА;

КРУЭ-500кВ - 23кА.

Частотный спектр составляющих импульсных токов - от 20МГц до 1 МГц.

При коммутациях наибольшие значения амплитуды импульсных токов будут примерно в 4 раза меньше.

2) Наибольшие расчетные значения высокочастотных потенциалов на ЗУ при коротком замыкании на землю на шинах составят:

КРУЭ-110кВ - 4,5кВ;

КРУЭ-220кВ - 9кВ;

КРУЭ-500кВ - 20кВ.

3) Наибольшие расчетные значения высокочастотных потенциалов на ЗУ агрегатных шкафов в КРУЭ составят:

КРУЭ-110кВ - 2,5кВ;

КРУЭ-220кВ - 4кВ;

КРУЭ-500кВ - 9кВ.

4) С учетом коэффициента затухания (не менее 6) уровень импульсных помех при коротких замыканиях и коммутациях из-за подъема потенциала на ЗУ не превысят 1,5кВ при условии, что цепи напряжения и тока заземляют в агрегатных шкафах или на РЩ.

5) Наибольшее значение импульсных излучаемых помех в экранированных цепях не превысит 1кВ.

При выполнении указанных выше мероприятий уровень синфазных импульсных помех при коммутациях и коротких замыканиях не превысят 1,5 кВ, а противофазных - 1кВ.

И.3.3 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех от токов молнии.

И.3.3.1 Для выполнения молниезащиты зданий ПС принята концепция использования металлических конструкций зданий в качестве молниеприемной сетки, токоотводов (заземляющих проводников) и заземлителей системы молниезащиты.

И.3.3.2 Обеспечить электрическую непрерывность стального каркаса, железобетонных колонн и фундамента здания, для чего не менее 50% соединений арматурных стержней фундамента между собой требуется выполнить сваркой или вязкой проволокой.

Гидроизоляцию фундамента здания выполнить битумными или битумнолатексными покрытиями. Применение полимерных покрытий при использовании фундамента здания в качестве молниезащитного заземлителя не допускается.

И.3.3.3 Все стальные колонны здания соединяют с арматурой его железобетонного фундамента и с расположенными под крышей поперечными фермами при помощи сварки или болтового соединения.

От колонн выполняют выводы на отметках этажей для соединения с внутренней системой уравнивания потенциалов, а на отметке 0м - для соединения с внешним заземляющим устройством.

И.3.3.4 Должна быть обеспечена электрическая непрерывность металлической кровли и ее связь с металлическими стропилами.

В местах установки антенн и другого оборудования на крыше здания предусматривают выводы от стропил для заземления оборудования. Все кабели, выходящие на крышу, прокладывают в стальных трубах.

И.3.3.5 Для снижения разности потенциалов между зданиями заземлители выполняют с шагом не более 5м.

И.3.3.6 Для защиты контрольных кабелей от вторичных проявлений тока молнии применяют экранированные кабели с заземлением экранов с двух сторон.

Прокладку кабелей в пределах здания осуществляют в оцинкованных кабельных коробах, прокладку кабелей между зданиями осуществляют в подземных кабельных каналах или тоннелях.

Результаты расчетов.

Разность потенциалов внутри здания при ударе молнии не превышает 2кв.

Разность потенциалов между зданиями не превышает 4 кВ.

Импульсные помехи, вызванные подъемом потенциала на заземляющем устройстве, не превышают 4кВ.

Излучаемые импульсные помехи не превышают 1кв.

При ударе молнии в здания импульсные помехи, вызванные подъемом потенциала на заземляющем устройстве, и излучаемые импульсные помехи не превышают 4кВ.

И.3.4 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий магнитных полей промышленной частоты.

Для снижения напряженности магнитного поля при имеющихся планировках зданий было применены следующие технические решения.

И.3.4.1 Максимально удалены источники поля (реакторы) от помещений с аппаратурой АСТУ:

• Между помещениями КРУ-10(20кВ) и реакторными камерами в здании КРУ-20кВ выполнен этаж высотой 3м.

• Реакторные камеры в здании КРУЭ-220кВ отделены от помещений с устройствами АСТУ и КРУ-20кВ собственных нужд коридором.

• Ячейки КРУЭ-500кВ отдалены от стены помещения РЩ и ГЩУ.

И.3.4.2 Применена компоновка КРУ, при которой токи по шинам уменьшены примерно в два раза.

В КРУ-10кВ и КРУ-20кВ вводная и секционная ячейки размещаются в соседних ячейках КРУ в середине каждой секции. При этом полный ток, протекающий по шинам КРУ, будет уменьшен примерно в два раза.

Результаты расчетов.

1) В здание КРУЭ-220кВ напряженность магнитного поля от реакторов на всей территории помещений 112-114, 121 и 204 (в точках, где устанавливаются шкафы) не превышает значений, соответствующих 4 степени жесткости по ГОСТ Р 50648.

В помещении 115 (мастерская КРУЭ) напряженность поля в длительном режиме не превышает 25 А/м, что допустимо для 8-часовой рабочей смены работы персонала.

Напряженность магнитного поля от ошиновки КРУ в точке установки терминалов в ячейках в аварийном режиме не превысит 720А/м, что соответствует 5 степени жесткости по ГОСТ Р 50648.

При расположении вводной и секционной ячеек в середине каждой секции КРУ, напряженность магнитного поля в нормальном режиме не превысит 60А/м, что соответствует 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648.

2) В здании КРУ-20кВ напряженность магнитного поля от реакторов при установке реакторов на отметке 7,5м на подставке 0,9м в помещениях КРУ-10кВ на уровне 1,8м от пола не превысит 45А/м в нормальном режиме и 180А/м в аварийном режиме, что соответствует 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 и соответствует требованиям правил охраны труда для персонала, работающего по 8-часовой рабочей смене.

Напряженность поля от ошиновки КРУ в точке установки терминалов в ячейках КРУ-20кВ в аварийном режиме не превысит 720А/м, что соответствует степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648.

При расположении вводной и секционной ячейки в середине каждой секции КРУ, напряженность магнитного поля в нормальном режиме не превысит 60А/м, что соответствует 5 степени жесткости по ГОСТ Р 50648.

3) В здание КРУЭ-500кВ напряженность магнитного поля в помещении РЩ и ГЩУ от шин КРУЭ-500кВ в нормальном режиме до 70 А/м, в аварийном режиме - до 1000А/м, что соответствует требованиям 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648.

Напряженность магнитного поля в помещении ЩПТ от шин КРУЭ-500кВ в нормальном режиме до 30 А/м, в аварийном режиме - до 500А/м, что соответствует требованиям 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648.

1) ЭМО в части магнитных полей промышленной частоты в ячейках КРУкВ и КРУ-20кВ, помещениях АСКУЭ и АСУ ТП здания КРУЭ-220кВ, помещении РЩ и ГЩУ, помещении ЩПТ здания КРУЭ-500кВ характеризуется, как крайне жесткая.

Микропроцессорная аппаратура РЗА, АСУ ТП, АСКУЭЭ, связи, устанавливаемая в этих помещениях, должна быть испытана:

• не менее, чем по 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 для ячеек КРУ-10кВ и ячеек КРУ-20кВ, помещения ГЩУ и РЩ, помещении ЩПТ здания КРУЭ-500кВ;

• не менее, чем по 4 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 для помещений АСКУЭЭ и АСУ ТП здания КРУЭ-220кВ.

2) Во всех помещениях напряженность поля не превысит 80А/м, что допустимо требованиями правил техники безопасности для 8-часовой рабочей смены персонала.

3) В помещении РЩ и ГЩУ здания КРУЭ-500кВ напряженность магнитного поля не превысит 10А/м, что соответствует нормам СанПиН для жилых помещений.

И.3.5 Проектные решения по защите от электромагнитных полей радиочастотного диапазона.

Для обеспечения допустимых уровней напряженности электромагнитного поля радиочастотного диапазона от внешних источников используют металлоконструкции зданий подстанции и размещение микропроцессорных устройств в металлических шкафах.

Для защиты от внутренних источников поля применяют размещение микропроцессорных устройств в закрытых металлических шкафах.

В связи с тем, что применяют шкафы со стеклянными дверцами, необходимо административно ограничивать использование переносных радиопередающих устройств вблизи микропроцессорной аппаратуры (не ближе 2-3м).

Результаты измерений и расчетов.

Наибольшее значение напряженности поля, создаваемого внешними и внутренними источниками в местах установки микропроцессорной аппаратуры не превышает 0,1В/м.

1) Электромагнитная обстановка в части воздействия электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях ПС характеризуется как легкая.

2) При работе эксплуатационного персонала необходимо административно ограничивать использование переносных радиопередающих устройств вблизи микропроцессорных устройств.

И.3.6 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных магнитных полей.

И.3.6.1 Использование металлических конструкций зданий в качестве молниеприемной сетки, токоотводов (заземляющих проводников) и заземлителей системы молниезащиты обеспечивает равномерное распределение тока молнии по периметру зданий.

Импульсное магнитное поле имеет значения наибольшие напряженности вблизи колонн и стен зданий. В месте размещения МП устройств наибольшее значение напряженности импульсного магнитного поля от молнии не превысит 300А/м.

И.3.6.2 Импульсные магнитные поля от первичных цепей существенно ниже, чем от молнии, так как в КРУЭ импульсные токи протекают в практически коаксиальной системе.

На подстанции могут быть установлены устройства, испытанные по степени жесткости.

И.3.7 Проектные решения по защите от разрядов статического электричества.

Для обеспечения допустимых уровней электростатического потенциала тела человека используются антистатическое напольные покрытия:

• в КРУЭ-500кВ, КРУЭ-220кВ, КРУЭ-110кВ, в КРУ-10 (20)кВ - применяют бетонное покрытие пола;

• в помещениях РЩ, ГЩУ, ЩПТ, АСКУЭ и АСУТП - применяют фальшполы с антистатическим покрытием фирмы DOBO.

Результаты измерений и расчетов.

Наибольшее значение электростатического потенциала тела человека во всех помещениях с микропроцессорной аппаратурой не превысит 1,0кВ.

Электромагнитная обстановка в части воздействия статического электричества в помещениях характеризуется как обстановка средней тяжести.

Микропроцессорная аппаратура должна быть испытана не менее, чем по степени жесткости.

И.3.8 Проектные решения по защите от наносекундных импульсных помех.

Для защиты от наносекундных импульсных помех применяют решения:

• электромеханические устройства не устанавливают вблизи микропроцессорной аппаратуры;

• питание электромеханических устройств и микропроцессорных устройств выполняют с разных фидеров.

И.3.9 Проектные решения по обеспечению качества электропитания постоянным током вторичного оборудования.

И.3.9.1 Для обеспечения качественного электропитания постоянным током применяют подзарядные устройства, обеспечивающие уровень пульсаций менее 2,5%.

И.3.9.2 Питание МП устройств, чувствительных к электромагнитным помехам, осуществляют от отдельных фидеров.

И.9.3 Кабели сети постоянного тока, проходящие в распределительном устройстве, прокладывают с экраном или броней.

И.3.9.4 Предусмотрено резервирование питания с применением диодного моста.

И.3.9.5 Время отключения близкого КЗ меньше допустимого времени перерыва питания терминалов (50мс).

И.3.9.6 Применяют шкафы ввода со стабилизатором напряжения (170/225В).

И.3.10 Проектные решения по обеспечению качества электропитания переменным током вторичного оборудования.

Для обеспечения качественного электропитания переменным током применяют следующие технические решения:

И.3.10.1 Для питания АСУ ТП предусмотрены инверторы, подключаемые к СОПТ, которые обеспечивают бесперебойное качество питания переменным током.

И.3.10.2 Применяют систему электропитания TN-S.

И.3.10.3 Применяют системы гарантированного бесперебойного электропитания на базе ИБП.

И.3.11 Проектные решения по защите от кондуктивных помех.

И.3.11.1 Для защиты от кондуктивных помех от внешних электромагнитных полей применяют экранированные кабели.

И.3.11.2 Для защиты от взаимного влияния цепей различного назначения применяют следующие технические решения:

- силовые кабели и контрольные кабели вторичного оборудования прокладывают в разных кабельных коробах, либо на расстоянии не менее 0,25м.

- в одном контрольном кабеле не прокладывают цепи, по которым передают сигналы различных типов;

- не применяют для передачи одного сигнала жилы разных контрольных кабелей.

И.3.12 Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания.

И.3.12.1. Предусмотрено проведение измерений для контроля ЭМО в процессе строительства подстанции.

И.3.12.2 После завершения монтажных работ проводят приемо-сдаточные испытания в соответствии с «Методическими указаниями по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях». СО 34.35.311.2004.

Результаты расчетных значений уровней электромагнитных воздействий и рекомендуемые степени жесткости испытаний устройств вторичных систем на помехоустойчивость приведены в таблице И.2.

Расчетные значения уровней электромагнитных воздействий и рекомендуемые оборудования и КЗ на ГОСТ Р 51317.4.12 (МЭК 61000-4-12).

Импульсные помехи На устойчивость к микросекундным Электромагнитные На устойчивость к излучаемым поля радиочастотного радиочастотным электромагнитным Разряды статического На устойчивость к разрядам Наносекундные На устойчивость к наносекундным электромеханических МЭК 60255-22-4).

устройств.

постоянным током. ГОСТ Р 51317.4.17 (МЭК 61000-4- (3 ст. жест.) 10.

электропитания интергармоникам, к сигналам Обеспечивается Кондуктивные На устойчивость к кондуктивным 11.

ГОСТ Р 51317.4.16 (МЭК 61000-4И.4 Новое строительство подстанции с КРУЭ и переходным пунктом И.4.1 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий напряжения и токов промышленной частоты на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю.

И.4.1.1 На территории ПС расположены: здание КРУЭ 220/20 кВ (ячейки элегазовые фирмы Simens и ячейки комплектные фирмы АВВ с вакуумным выключателем) с 3-мя Т 230/22кВ, переходной пункт.

Для снижения уровней напряжений и токов промышленной частоты при коротких замыканиях на землю применяют систему выравнивания потенциала вне зданий и систему уравнивания потенциалов внутри здания.

При выполнении заземляющего устройства в качестве заземлителей и заземляющих проводников применяют стальную шину сечением 6х50мм2.

И.4.1.2 Заземляющее устройство ПС представляет собой замкнутый контур, соединяющий все здания и сооружения.

Заземляющее устройство выполнено с соблюдением требований к его сопротивлению, которое в любое время года не должно превышать 0,5 Ом.

На всей территории ПС выполнена сетка из продольных и поперечных горизонтальных заземлителей с неравномерным шагом из стали полосой оцинкованной 60х5мм2. Размеры ячейки сетки - от 3м до 12м.

По периметру ЗУ ПС установлены вертикальные заземлители длинной 15м через 15м в количестве 20шт.

высокочастотную сетку для снижения импульсного потенциала на оборудовании при КЗ и коммутациях. В качестве ВЧ сетки используют арматуру железобетонного пола. Высокочастотную сетку присоединяют к закладным деталям фундамента вдоль стен через 1м.

По периметру помещения КРУЭ прокладывают полосу стальную оцинкованную 60х5мм2 на высоте 0,5м.

Заземление КРУЭ выполняют в соответствии с заводскими чертежами, полученными 08.02.20007.

Внутренний контур заземления КРУЭ присоединяют к общему контуру не мене, чем в 2-х точках, а также к закладным деталям в колоннах по периметру здания.

Заземлители КРУЭ присоединяют к закладным деталям крепления КРУЭ.

И.4.1.4 В помещениях КРУ-20кВ (10кВ) корпуса ячеек КРУ присоединяютк закладным металлоконструкциям и между собой шиной 6х50мм2.

Связи между рядами ячеек КРУ и внутренней шиной выполняют с шагом не более 10м.

Внутри всех помещений по периметру по стене прокладывают замкнутую шину системы уравнивания потенциалов на высоте 0,5м от пола. Между двумя связями со смежными помещениями расстояние должно быть не более 10м. Шины в помещениях на разных отметках по высоте соединяют между собой вертикальными шинами с шагом не более 20м (но не менее 4-х). Шины на отметке 0м соединяют с вводами от наружного заземлителя с шагом не менее 10м.

И.4.1.5 Внутри помещений трансформаторных (и автотрансформаторных) камер по периметру по стене прокладывают замкнутую шину системы уравнивания потенциалов на высоте 0,5м от пола.

На полу трансформаторной камеры выполняется сетка из шин 6х50мм2 с шагом не более 10х10м. Корпус трансформатора присоединяют к точке пересечения шин для обеспечения растекания тока в 4 направлениях. В точках заземления нейтралей силовых трансформаторов (автотрансформаторов) прокладывают продольные и поперечные заземляющие проводники в четырех направлениях, соединенные с сеткой на полу трансформаторной (автотрансформаторной) камеры.

И.4.1.6 В помещениях АРМ РЗА, РЩ, АСУ ТП, связи, АСКУЭЭ шкафы с микропроцессорными устройствами устанавливают на закладные металлоконструкции и присоединяют к ним при помощи сварки или болтовых соединений (не менее 2-х точек для каждого шкафа). Закладные металлоконструкции связывают с шиной системы уравнивания потенциалов и между собой с шагом не более 10м.

Результаты расчетов.

1) При замыкании на землю уровни напряжений промышленной частоты, воздействующие на изоляцию контрольных кабелей, и токов, протекающие по экранам контрольных кабелей, не превысят допустимых значений.

2) Сопротивление растеканию тока заземляющего устройства ПС не превысит 0,2 Ом. Напряжение на ЗУ не превысит 10 кВ. Соответствует требованиям ПУЭ п.1.7.89.

3) При КЗ на землю на 220кВ, двойном замыкании на землю на РУ-20кВ и ближнем внешнем коротком замыкании на землю напряжение прикосновения (шага) в здании КРУЭ не превысит - 500В, а на рабочих местах - 65В.

Соответствует требованиям ПУЭ п.1.7.91.

5) Необходимо выполнять не менее 2-х заземляющих проводников от оборудования к ЗУ для обеспечения допустимой температуры заземляющих проводников при КЗ на землю.

5) Напряжение на ЗУ превышает 5кВ.

Необходимо применять волоконно-оптические линии связи и принимать меры по защите проводных линий связи от перенапряжений.

Установить изоляционные вставки для исключения выноса потенциала за пределы подстанции по трубопроводам и кабелям связи.

И.4.2 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ в первичных цепях Для снижения уровней импульсных помех до допустимых значений приняты следующие проектные решения.

И.4.2.1 В помещении КРУЭ выполняют ВЧ сетку для снижения импульсного потенциала на оборудовании при КЗ и коммутациях. В качестве сетки применяют арматуру железобетонного пола.

И.4.2.2 В КРУЭ, от КРУЭ до РЩ и от ЩПТ до КРУЭ прокладывают экранированные кабели с заземлением экранов с двух сторон (для заземления экранов применяют разъемы или зажимы специального исполнения).

И.4.2.3 Силовые кабели и контрольные кабели прокладывают либо в разных кабельных коробах (лотках), либо на расстоянии не менее 0,25м.

Результаты расчетов.

1) Наибольшие расчетные значения тока высокочастотной составляющей при коротком замыкании на землю составят:

КРУЭ-220кВ - 10кА;

Переходной пункт - 5кА.

При коммутациях наибольшие значения амплитуды импульсных токов будут примерно в 4 раза меньше.

2) Наибольшие расчетные значения высокочастотных потенциалов на ЗУ при коротком замыкании на землю на шинах составят:

КРУЭ-220кВ - 9кВ;

Переходной пункт - 7кВ.

3) С учетом коэффициента затухания (не менее 6) уровень импульсных помех при коротких замыканиях и коммутациях из-за подъема потенциала на ЗУ не превысят 2,5кВ.

4) Наибольшее значение импульсных излучаемых помех в экранированных цепях не превысят 1кВ.

И.4.3 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех от токов молнии И.4.3.1 В качестве молниезащиты здания КРУЭ 220/110 кВ подстанции используют молниеприемную металлическую сетку на крыше здания, токоотводы (металлоконструкции здания, заземляющие проводники) и заземлители (фундамент здания и сетка вокруг здания).

И.4.3.2. При выполнении молниезащиты здания обеспечивают электрическую непрерывность стального каркаса, железобетонных колонн и фундамента здания, для чего не менее 50% соединений арматурных стержней фундамента между собой требуется выполнить сваркой или вязкой проволокой.

Гидроизоляцию фундамента здания выполняют битумными или битумнолатексными покрытиями. Применение полимерных покрытий при использовании фундамента здания в качестве молниезащитного заземлителя не допускается.

От колонн выполняют выводы на отметках этажей для соединения с внутренней системой уравнивания потенциалов, а на отметке 0м - для соединения с внешним заземляющим устройством.

И.4.3.3 В местах установки антенн и другого оборудования на крыше здания предусматривают выводы для заземления оборудования. Все кабели, выходящие на крышу, прокладывают в стальных трубах.

Результаты расчетов.

Разность потенциалов внутри здания при ударе молнии не превышает 2кВ.

Импульсные помехи, вызванные подъемом потенциала на заземляющем устройстве, не превышают 4кВ.

Излучаемые импульсные помехи не превышают 1кв.

И.4.4 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий магнитных полей промышленной частоты Для снижения напряженности магнитного поля при существующих планировках зданий применены следующие технические решения.

И.4.4.1 Максимально возможное удаление источников поля (реакторов) от помещений с аппаратурой АСТУ: реакторные камеры установлены на отдельном этаже и отделены залом КРУЭ от помещений 2-го этажа.

И.4.4.2 Применение компоновки КРУ, при которой токи по шинам будут снижены примерно в два раза.

В КРУ-20кВ вводную и секционную ячейки размещают в соседних ячейках КРУ в середине каждой секции. При этом полный ток, протекающий по шинам КРУ, будет уменьшен примерно в два раза.

Результаты расчетов.

1) ЭМО в отношении магнитных полей промышленной частоты в помещениях ПС характеризуется как крайне жесткая.

2) Микропроцессорная аппаратура РЗА, АСУ ТП, АСКУЭЭ, связи, устанавливаемая в этих помещениях, должна быть испытана:

• не менее, чем по 5 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 для ячеек КРУ-20кВ ( при расположении вводной и секционной ячейки в середине каждой секции КРУ), помещений ЩСН, помещении ЩПТ здания КРУЭ-500кВ;

• не менее, чем по 4 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 для помещений панелей РЩ, ЩТП, АСУ, ТП АИИС КУЭ, ЛАЗ и серверной;

• по 3 степени жесткости испытаний по ГОСТ Р 50648 в помещении АРМ.

3) В помещениях персонала СДТУ и релейного персонала напряженность поля не превысит 50А/м, что соответствует требованиям правил техники безопасности и охраны труда для 8-часовой рабочей смены персонала.

4) Для снижения уровней полей, создаваемых шинами КРУ-20кВ в собственных релейных отсеках, необходимо использовать в качестве вводной ячейки и ячейки секционного выключателя две соседние ячейки, расположенные в середине секции.

И.4.5 Проектные решения по защите от электромагнитных полей радиочастотного диапазона Допустимые уровни напряженности электромагнитного поля радиочастотного диапазона обеспечивают естественные экраны:

металлоконструкции зданий подстанции и металлические шкафы.

Для защиты от воздействия электромагнитного поля переносных радиопередающих устройств необходимо административно ограничивать их применение вблизи микропроцессорной аппаратуры (не ближе 2-3м).

Результаты измерений и расчетов.

Наибольшее значение напряженности поля, создаваемого внешними и внутренними источниками в местах установки микропроцессорной аппаратуры не превышает 0,1В/м.

И.4.6 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных магнитных полей И.4.6.1 Использование металлических конструкций зданий в качестве токоотводов (заземляющих проводников) и заземлителей системы молниезащиты обеспечивает равномерное распределение тока молнии по периметру зданий.

И.4.6.2 Импульсные магнитные поля от первичных цепей существенно ниже, чем от молнии, так как в КРУЭ импульсные токи протекают в практически коаксиальной системе.

Результаты расчетов.

1) Электромагнитная обстановка в отношении воздействия импульсных магнитных полей в помещениях КРУЭ-220кВ, ЗРУ-10(20)кВ характеризуется как жесткая (на расстояниях более 1м и 4м от внешних стен).

2) Импульсное магнитное поле имеет наибольшую напряженность вблизи колонн и стен зданий. В местах размещения МП устройств наибольшая напряженность импульсного магнитного поля от молнии не превысит 300А/м.

3). На подстанции могут быть установлены устройства, испытанные по степени жесткости по ГОСТ Р 50649.

И.4.7 Проектные решения по защите от разрядов статического электричества.

Для обеспечения допустимых уровней электростатического потенциала тела человека используют антистатические напольные покрытия:

• в КРУ-20кВ- применяют покрытие пола на бетонной основе;

• в помещении РЩ, серверной, ЛАЗ - применяют фальшполы с антистатическим покрытием фирмы DOBO.

Результаты измерений и расчетов.

1) Электромагнитная обстановка в отношении воздействия разрядов статического электричества в помещениях здания характеризуется как средней тяжести.

2) Наибольшее значение электростатического потенциала тела человека во всех помещениях с микропроцессорной аппаратурой ПС не превысит 1,0кВ.

Микропроцессорная аппаратура РЗ, ПА, АСУ ТП, АСКУЭЭ, связи, устанавливаемая в этих помещениях, должна быть испытана не менее, чем по степени жесткости по ГОСТ Р 51317.4.2.

И.4.8 Проектные решения по защите от наносекундных импульсных помех Для защиты от наносекундных импульсных помех применяются решения:

• электромеханические устройства не устанавливают вблизи микропроцессорной аппаратуры;

• питание электромеханических устройств и микропроцессорных устройств выполняют с разных фидеров.

И.4.9 Проектные решения по обеспечению качества электропитания постоянным током вторичного оборудования И.4.9.1 Для обеспечения качественного электропитания постоянным током применяют подзарядные устройства, обеспечивающие уровень пульсаций менее 2,5%.

И.4.9.2 Питание МП устройств, чувствительных к электромагнитным помехам, осуществляют от отдельных фидеров.

И.4.9.3 Кабели сети постоянного тока, проходящие в распределительном устройстве, прокладывают с экраном или броней.

И.4.9.4 Время отключения близкого КЗ меньше допустимого времени перерыва питания терминалов (50мс).

И.4.10 Проектные решения по обеспечению качества электропитания переменным током вторичного оборудования.

Для обеспечения качественного электропитания переменным током применяют следующие технические решения:

И.4.10.1 Применяют систему электропитания TN-S.

И.4.10.2 Применяют системы бесперебойного электропитания на базе ИБП.

И.4.11 Проектные решения по защите от кондуктивных помех И.4.11.1 Для защиты от кондуктивных помех от внешних электромагнитных полей применяют экранированные кабели.

И.4.11.2 Для защиты от взаимного влияния цепей различного назначения применяют следующие технические решения:

- силовые кабели и контрольные кабели вторичного оборудования прокладывают в разных кабельных коробах, либо на расстоянии не менее 0,25м.

- в одном контрольном кабеле не прокладываются цепи, по которым передают сигналы различных типов;

- не применяют для передачи одного сигнала жилы разных контрольных кабелей.

И.4.12 Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания.

И.4.12.1 Предусмотрено проведение измерений для контроля ЭМО в процессе строительства подстанции.

И.4.12.2 После завершения монтажных работ проводят приемо-сдаточные испытания в соответствии с «Методическими указаниями по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях». СО 34.35.311.2004.

Результаты расчетных значений уровней электромагнитных воздействий и степени жесткости испытаний МП устройств на помехоустойчивость приведены в таблице И.3.

Расчетные значения уровней электромагнитных воздействий и степени жесткости оборудования и КЗ ГОСТ Р 51317.4.12 (МЭК помехи от токов микросекундным импульсным радиочастотного электромагнитным полям.

статического статического электричества. 3 ст. жест. (6кВ импульсные помехи наносекундным импульсным 4 ст. жест. (4кВ, 2кВ) электромеханическ ГОСТ Р51317.4.4 (МЭК 61000Электромагнитное Вид испытаний Расчетное значение/ Условия их устройств. 4-4, МЭК 60255-22-4).

электропитания напряжения постоянного тока. 2,5%/ постоянным током. ГОСТ Р 51317.4.17 (МЭК 4 ст. жест. (15%) 10.

переменным током. интергармоникам, к сигналам Обеспечивается 11.

И.5 Новое строительство подстанции 500/220кВ с поэтапным пуском И.5.1 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий напряжения и токов промышленной частоты на вторичное оборудование при коротких замыканиях на землю.

И.5.1.1 На территории ПС расположены: ОРУ-500кВ с двумя АТ 500/220/10кВ, ОПУ совмещенное с ЗРУ 10кВ, вспомогательные здания и сооружения.

Пусковой комплекс - только 220кВ.

Для снижения уровней напряжений и токов промышленной частоты при коротких замыканиях на землю применяют систему выравнивания потенциала вне зданий и система уравнивания потенциалов внутри здания ОПУ.

В качестве заземлителей и заземляющих проводников применяют сталь полосковую оцинкованную 40х6мм2 и сталь круглую оцинкованную диаметром 16мм2.

И.5.1.2 Заземляющее устройство ПС представляет собой замкнутый контур, соединяющий все здания и сооружения.

Вокруг здания ОПУ проложен горизонтальный заземлитель на расстоянии около 1м от здания, от которого выполнены вводы в здание - 4 заземляющих проводника. На ОРУ-220кВ выполнена сетка из горизонтальных заземлителей с неравномерным шагом.

Заземляющее устройство ОРУ-220 кВ соединено с заземляющим устройством здания ОПУ, 4 заземлителя.

В здании ОПУ выполняют внутренний контур заземления на высоте 0,4м от пола. К внутреннему контуру подсоединяют все корпуса оборудования и металлические части, подлежащие заземлению.

Подключение закладных металлоконструкций к внутреннему контуру заземления производят не менее чем в трех точках. Закладные элементы должны быть соединены между собой: по концам каждого ряда шкафов; внутри каждого ряда шкафов через 4-5м; между рядами шкафов не менее, чем в четырех точках.

Внутри всех помещений по периметру по стене прокладывают замкнутую шину системы уравнивания потенциалов на высоте 0,4м от пола. Шины в помещениях на разных отметках по высоте соединяют между собой вертикальными шинами не менее 4-х. Шины на отметке 0м соединяют с вводами от наружного заземлителя.

Схема заземляющего устройства приведена на чертеже.

Результаты расчетов.

Наибольшее напряжение на кабелях или устройствах при всех режимах не превысит 1,8кВ.

Наибольшее значение тока в экранах вторичных кабелей, проложенных от РУ до РЩ, не превысит 315А. Для кабелей типа КВВГэ допустимый по термической стойкости ток в экране (при времени протекания менее 0,1с) - 385А.

Расчетное значение напряжения на ЗУ не превысит 9,2 кВ.

При замыкании на землю уровни напряжений промышленной частоты, воздействующие на изоляцию контрольных кабелей (типа КВВГэ), и токов, протекающие по экранам контрольных кабелей, не превысят допустимых значений (при времени протекания тока менее 0,1с).

Напряжение на ЗУ превышает 5кВ, но, поскольку отходящие от ПС коммуникации отсутствуют, дополнительных мероприятий не требуется.

И.5.2 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ в первичных цепях.

Для снижения уровней импульсных помех до допустимых значений приняты следующие проектные решения.

И.5.2.1 На ОРУ-220кВ прокладывают экранированные кабели (в полузаглубленных кабельных каналах) с заземлением экранов с двух сторон (для заземления экранов применяют разъемы или зажимы специального исполнения).

И.5.2.2 Искусственное экранирование кабелей и заземление кабельных конструкций осуществляют с помощью специально прокладываемых искусственных экранов. Искусственный экран выполняют из стальной полосы 40х6мм2, прокладываемой по верху кабельных каналов с двух сторон. Полосу, проложенную в кабельном канале присоединяют к устройству заземления ПС стальной полосой 40х6 мм2 в местах пересечения кабельных каналов с продольными и поперечными заземлителями.

Силовые кабели и контрольные кабели прокладывают раздельно с контрольными или на расстоянии не менее 0,25см.

Результаты расчетов.

неэкранированных кабелей не превысит 2,5кВ.

При применении экранированных кабелей с коэффициентом экранирования более 6 (типа КВВГэ) наведенные импульсные помехи при коммутациях и КЗ не превысят 0,5кВ.

И.5.2.4 Наибольшие расчетные значения тока высокочастотной составляющей при коротком замыкании на землю составят: ОРУ-220кВ - 2,6кА.

Частотный спектр составляющих импульсных токов - от 0,1 МГц до 2МГц.

И.5.2.5 Расчетные значения импульсного напряжения на ЗУ оборудования при КЗ составят до 20кВ, а на МП устройствах (с учетом коэффициента затухания примерно 6) для цепей заземленных на ОРУ могут составить более 3кВ. При коммутациях наибольшие значения амплитуды импульсных токов и соответственно напряжений на ЗУ оборудования будут примерно в 5 раз меньше.

Уровень излучаемых импульсных помех при коммутациях и коротких замыканиях не превысит 0,5 кВ.

И.5.3 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий импульсных помех от токов молнии.

И.5.3.1 Для выполнения молниезащиты ОРУ-220 кВ (пусковой комплекс) используют 4 молниеприемника, расположенных на порталах ОРУ и 7 отдельно стоящих молниеотводов, в том числе один - антенная мачта. Пять молниеотводов используют как прожекторную мачту. Кабели проложены в земле в трубах до кабельного канала.

Результаты расчетов.

И.5.3.2 Расчетное импульсное сопротивление ЗУ молниеотводов для отдельно стоящих молниеотводов составляет (3-5) Ом. Для антенной мачты расчетное значение сопротивления ЗУ - 7,5Ом, а для портальных молниеотводов Ом. Потенциалы на поверхности земли и заземлителях вблизи кабельных каналов на ОРУ 220 кВ не превышают 150кВ, за исключение портального молниеотвода М4 (см. 0014-006.0- 020-ЭП1. Лист 3) вблизи ТН 2СШ.

И.5.3.3 Излучаемые импульсные помехи при применении кабелей с экраном (броней, оболочкой), заземленных с двух сторон не превышают 4кВ.

При ударе молнии в молниеотводы излучаемые импульсные помехи при применении кабелей с экраном (броней, оболочкой), заземленных с двух сторон не превышают 4кВ.

И.5.4 Проектные решения по обеспечению допустимых уровней воздействий магнитных полей промышленной частоты.

Напряженность поля, создаваемого в точке установки терминалов в ячейках КРУ-10кВ в нормальном режиме (на расстоянии 0,84м от центра шин) составит до 20А/м, что не превышает требования 4 степени жесткости по ГОСТ Р 50648.

В аварийном режиме напряженность поля не превысит 300А/м, что соответствует 4 степени жесткости по ГОСТ Р 50648.

В помещении РЩ и ЩПТ напряженность магнитного поля не превысит 10А/м.

Микропроцессорная аппаратура РЗА, АСУ ТП, АСКУЭЭ, связи, должна быть испытана:

• не менее, чем по 4 степени жесткости по ГОСТ Р 50648 для ячеек КРУкВ, • не менее, чем по 3 степени жесткости по ГОСТ Р 50648 для помещений щита постоянного тока и РЩ.

И.5.5 Проектные решения по защите от электромагнитных полей радиочастотного диапазона.

Вблизи подстанции и на подстанции нет мощных радиопередающих устройств. Наибольшее значение напряженности поля, создаваемого внешними и внутренними источниками в местах установки микропроцессорной аппаратуры не превышает 0,1В/м.

Допустимые уровни напряженности электромагнитного поля радиочастотного диапазона обеспечивают естественные экраны:

металлоконструкции зданий подстанции и металлические шкафы.