В связи с принятием нормативных документов по электромагнитной совместимости технических средств и отраслевых стандартов, включая стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» по обеспечению экологической безопасности электросетевых объектов (СТО 56947007-29.240.043-2010), проведение работ по обследованию ЭМО и ЭМС на энергообъектах является обязательным условием на этапах их проектирования и технического перевооружения (в частности, в случае установки вторичного оборудования и систем связи электросетевых объектов).
И это закономерно, ведь без проведения подобных обследований и испытаний добиться стабильной и безотказной эксплуатации энергетических объектов, на которых электронное оборудование и аппаратура нередко подвергаются воздействию значительных электромагнитных помех, маловероятно.
В двух словах о проблеме электромагнитной совместимости
Почему так? Все просто. Воздушные линии электропередачи и открытые распределительные устройства подстанций, находящиеся под напряжением, являются источниками электрических, магнитных полей, а также электромагнитных помех. Установленное на ПС вторичное электрооборудование (устройства РЗА, АСУ ТП, противопожарные системы, системы видеонаблюдения, охранной сигнализации, системы связи и др.) подвергаются электромагнитным воздействиям, возникающим при коротких замыканиях, переключениях первичного оборудования, ударах молнии, работе высокочастотной связи и пр. Поэтому стабильная и безотказная работа такого оборудования на подстанциях возможна только при условии выполнения требований ЭМС. Невыполнение условий электромагнитной совместимости приводит к повреждению вторичного оборудования, неправильному функционированию (отказам, излишним или ложным срабатываниям) устройств релейной защиты и автоматики, перекрытию изоляции кабелей вторичной коммутации и клемм шкафов вторичной коммутации и т.д. Естественно, при этом существенно снижается надежность работы энергообъектов в целом.
Таким образом решение проблемы сводится к тому, чтобы обеспечить на энергообъектах электромагнитную обстановку, при которой уровни разного рода электромагнитных воздействий не превышали допустимых значений для каждого из устройств. Каким образом? Варианты могут быть разными, однако путь всегда один — необходимо провести на электросетевом объекте оценку электромагнитной обстановки, разработать перечень мероприятий по обеспечению ЭМС устанавливаемой аппаратуры, а затем обеспечить реализацию их на практике.
Оценка ЭМО и ЭМС на подстанциях при размещении МП аппаратуры
Перед установкой на энергетических объектах, входящих в состав электрических подстанций, дополнительной электронной аппаратуры и оборудования, предназначенного для защиты систем автоматики, связи и управления, проводят оценку реальной электромагнитной обстановки на ПС и осуществляют комплекс измерений на электромагнитную совместимость. По завершении производится разработка рекомендаций по обеспечению электромагнитной совместимости размещаемой аппаратуры.
Поскольку исправное состояние заземляющей системы энергообъекта является основополагающим условием соответствия ЭМО требованиям нормативно-технической документации, то и начинают обследование с диагностики ЗУ подстанции — это позволяет определить возможные электромагнитные воздействия на микропроцессорную аппаратуру вследствие наличия дефектов заземляющей системы энергообъекта. После этого приступают к оценке параметров электромагнитной обстановки и проверке электромагнитной совместимости устанавливаемой микропроцессорной аппаратуры в соответствии с действующей нормативной базой. Измерения и расчеты проводятся с подключением ряда приборов и применением специализированного программного обеспечения.
Как правило, в ходе оценки ЭМО осуществляют следующие виды работ:
- анализ компоновки объекта; измерение удельного электрического сопротивления грунта;
- оценку параметров системы заземления (обследование заземляющих устройств, анализ схемы заземляющего устройства);
- определение уровня помех от внешних электромагнитных возмущений (измерение импульсных сопротивлений оборудования и молниеотводов; определение помех при КЗ, коммутациях силового оборудования, ударах молнии в молниеотводы; измерение магнитных полей промышленной частоты в нормальном режиме работы и пр.);
- анализ системы молниезащиты объекта с точки зрения ЭМС;
- оценку организация питания аппаратуры постоянным и переменным током;
- анализ помехоустойчивости установленной микропроцессорной аппаратуры (включая оценку организации заземления в помещениях с микропроцессорной аппаратурой) и др.
Улучшение электромагнитной обстановки
По результатам испытаний на электромагнитную совместимость осуществляется разработка технических решений по обеспечению ЭМС на стадии проекта с выдачей рекомендаций по улучшению электромагнитной обстановки на обследуемом энергообъекте. Разумеется, суть данных рекомендаций определяется исходными условиями — то есть реальной оценкой ЭМО и характеристиками устанавливаемой аппаратуры. Однако в целом специалисты могут порекомендовать:
- провести модернизацию системы заземляющих устройств;
- обеспечить прокладку трасс вторичных цепей в соответствии с требованиями ЭМС;
- осуществить комплекс мероприятий по защите от напряжения прикосновения при коротком замыкании в высоковольтной сети;
- использовать экранирующие шкафы для защиты МП аппаратуры от магнитных полей;
- модернизировать схемы питания МП аппаратуры постоянным и переменным током и т.д.
Как правило, также выдаются рекомендации по организации итогового контроля, заключающегося в полномасштабной диагностике ЭМО, которая проводится по завершении строительства/реконструкции объекта. Обойтись без данной диагностики вряд ли получится, поскольку на стадии проектирования невозможно учесть все влияющие на возникновение помех в дальнейшем факторы: непредсказуемые дефекты монтажных работ, недокументированные изменения конструкции объекта в ходе реконструкции или строительства, коррозию заземлителей и т.п.
В качестве заключения
Таким образом решение проблемы электромагнитной совместимости требует комплексного двухэтапного подхода. На первом этапе, выполняемом при проектировании строительства или реконструкции подстанции, производится приближенная оценка электромагнитной обстановки расчетными методами. Второй этап работ проводится по завершении строительства или реконструкции энергообъекта и заключается в выполнении комплекса измерений и имитационного моделирования вспомогательных расчетов с последующей разработкой и реализацией дополнительных мероприятий по обеспечению ЭМС.
Материал подготовлен Андреем Бизяевым, руководителем электролаборатории компании «ЭлектроСвязь»
Для справки
ЭлектроСвязь, ЗАО
Российский системный интегратор, работающий на рынке проектирования и строительства объектов связи (слаботочных систем) и систем электроснабжения. "ЭлектроСвязь" выполняет для своих заказчиков весь комплекс работ, связанных со слаботочными системами и системами электроснабжения — от проектно-изыскательных работ до согласования и сдачи готового объекта в эксплуатацию. Также компания предоставляет услуги сертифицированной электролаборатории, включая оценку электромагнитной обстановки (ЭМО) и проведение комплекса измерений по электромагнитной совместимости (ЭМС).
