🗊Презентация Электромагнитная совместимость

Список рекомендуемой литературы по ЭМС Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. Под ред. Дьякова А. Ф. М.: Энергоатомиздат, 2003 Электромагнитная совместимость и молниезащита в электроэнергетике/ А.Ф. Дьяков, И.П. Кужекин, Б.К. Максимов, А.Г. Темников; Под ред. А.Ф. Дьякова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009 – 455 с. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебное пособие/ Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов, А.А. Севостьянов. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 224 с. Э. Хабигер. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. М.: Энергоатомиздат, 1995. А. Й. Шваб Электромагнитная совместимость. - Энергоатомиздат, М., 1995 г. Овсянников А.Г. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике [Электронный ресурс]: Учеб. пособие для 4 курса фак. энергетики / А.Г. Овсянников; Новосиб. гос. техн. ун-т. Каф. техники и электрофизики высоких напряжений. – Электрон. дан. (9 файлов). - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – Загл. с экрана. – Имеется печ. аналог. http://edu.nstu.ru/  Библиотека методических пособий  поиск

Понятие электромагнитной совместимости Понятие совместимости предполагает наличие как минимум двух субъектов, один из которых воздействует на другой. Воздействие характеризуется действующим фактором, для которого должны быть определены: - значение величины действующего фактора для одного субъекта, - значение величины, характеризующей устойчивость к действующему фактору другого субъекта. Понятие электромагнитной совместимости появилось из проблемы несовместимости радиотехнических устройств

Пример воздействия на измерительную линию

Любые электрические и электронные изделия, включая аппараты, системы и стационарные и подвижные установки, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к их воздействию, должны быть изготовлены таким образом, чтобы: Любые электрические и электронные изделия, включая аппараты, системы и стационарные и подвижные установки, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к их воздействию, должны быть изготовлены таким образом, чтобы: − создаваемые ими электромагнитные помехи не превышали уровня, обеспечивающего функционирование радио- и телекоммуникационного оборудования и других изделий в соответствии с их назначением; − изделия имели достаточный уровень собственной устойчивости к электромагнитным помехам, обеспечивающий их функционирование в соответствии с назначением.

ГОСТ 30372-95 (ГОСТ Р 50397-92) Межгосударственный стандарт СОВМЕСТИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Определение: Электромагнитная совместимость технических средств: способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам.

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН О государственном регулировании в области обеспечения электромагнитной совместимости технических средств Электромагнитная совместимость технических средств – способность технических средств функционировать с заданным качеством в определенной электромагнитной обстановке, не создавая при этом недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам и недопустимых электромагнитных воздействий на биологические объекты.

электромагнитная помеха – электромагнитное явление или процесс естественного или искусственного происхождения, которые снижают или могут снизить качество функционирования технического средства. Электромагнитная помеха может излучаться в пространство или распространяться в проводящей среде; электромагнитная помеха – электромагнитное явление или процесс естественного или искусственного происхождения, которые снижают или могут снизить качество функционирования технического средства. Электромагнитная помеха может излучаться в пространство или распространяться в проводящей среде; электромагнитное воздействие – электромагнитное явление или процесс, которые влияют или могут повлиять на биологические объекты. К электромагнитным воздействиям относятся создаваемые техническими средствами в окружающем пространстве электромагнитные, электрические и магнитные поля; биологические объекты – люди (персонал, обслуживающий технические средства, и население), животные и растения;

Принят Государственной Думой 1 декабря 1999 года Настоящий Федеральный закон направлен на создание условий для обеспечения электромагнитной совместимости технических средств в целях предотвращения причинения вреда личности или имуществу физических лиц, предотвращения причинения вреда имуществу юридических лиц, окружающей природной среде в результате нарушения функционирования технических средств при воздействии электромагнитных помех, обеспечения безопасности жизни и здоровья населения в условиях электромагнитных воздействий, повышения конкурентоспособности отечественной продукции, а также укрепления национальной безопасности государства

Техническое средство: изделие, оборудование, аппаратура или их составные части, функционирование которых основано на законах электротехники, радиотехники и (или) электроники, содержащие электронные компоненты и (или) схемы, которые выполняют одну или несколько следующих функций: усиление, генерирование, преобразование, переключение и запоминание. Техническое средство: изделие, оборудование, аппаратура или их составные части, функционирование которых основано на законах электротехники, радиотехники и (или) электроники, содержащие электронные компоненты и (или) схемы, которые выполняют одну или несколько следующих функций: усиление, генерирование, преобразование, переключение и запоминание. Примечание. Техническое средство может быть радиоэлектронным средством (РЭС), средством вычислительной техники (СВТ), средством электронной автоматики (СЭА), электротехническим средством, а также изделием промышленного, научного и медицинского назначения (ПНМ-установки)

Критерии качества функционирования технических средств при воздействии помех Критерий А  воздействие ЭМП никак не отражается на функциональных характеристиках аппаратуры, работа которой до, во время и после воздействия помехи происходит в полном соответствии с техническими условиями или стандартами. Критерий В  допускается временное ухудшение функциональных характеристик аппаратуры в момент воздействия помехи. После прекращения воздействия ЭМП функционирование полностью восстанавливается без вмешательства обслуживающего персонала.

Критерий С  аналогичен В, но, в отличие от него, допускает вмешательство персонала для восстановления работоспособности аппаратуры (например, перезагрузки «зависшей» цифровой системы, повторного набора номера и т.п.). Критерий С  аналогичен В, но, в отличие от него, допускает вмешательство персонала для восстановления работоспособности аппаратуры (например, перезагрузки «зависшей» цифровой системы, повторного набора номера и т.п.). Критерий D  физическое повреждение аппаратуры под действием помехи. Восстановление работоспособности возможно только путем ремонта.

Определение: Определение: (ГОСТ Р 50397-92) Электромагнитная обстановка: совокупность электромагнитных явлений, процессов в заданной области пространства, частотном и временном диапазонах.

Надежность ТС

Основные определения

Актуальность проблемы

Актуальность проблемы

Актуальность проблемы

Статистика состояния энергообъектов по условиям ЭМС

Развитие микроэлектроники и микропроцессорной техники привело к снижению уровней полезных сигналов

Электромеханическое реле (реле промежуточное РП-250)

Электромагнитная помеха: электромагнитное явление, процесс, которые снижают или могут снизить качество функционирования технического средства. Электромагнитная помеха: электромагнитное явление, процесс, которые снижают или могут снизить качество функционирования технического средства. Электромагнитная помеха может излучаться в пространство или распространяться в проводящей среде Рецептор: техническое средство, реагирующее на электромагнитный сигнал и (или) электромагнитную помеху.

Характеристика ЭМС: характеристика технического средства, отражающая возможность его функционирования в заданной ЭМО и (или) степень его воздействия на другие технические средства Характеристика ЭМС: характеристика технического средства, отражающая возможность его функционирования в заданной ЭМО и (или) степень его воздействия на другие технические средства Примечание. Характеристика ЭМС может отражать свойства технического средства как источника помех, как рецептора и (или) свойства окружающей среды, влияющие на ЭМС технического средства

Выдержка из инструкции по эксплуатации микропроцессорного блока релейной защиты

Продолжение Таблица 2

Обеспечение электромагнитной совместимости Организационное обеспечение ЭМС: организационные решения, постановления, нормативно-технические документы, направленные на исключение или снижение до приемлемого уровня электромагнитных помех между техническими средствами 2. Экспертиза ЭМС: экспериментальное и (или) теоретическое исследование состояния обеспечения ЭМС технического средства в заданной электромагнитной обстановке 3. Сертификация ТС на соответствие требованиям ЭМС: мероприятия, в результате которых удостоверяется соответствие определенного типа технического средства требованиям государственных, международных или иных нормативно-технических документов, регламентирующих характеристики ЭМС, посредством выдачи предприятию изготовителю сертификата

4. Техническое обеспечение ЭМС: Технические решения, направленные на улучшение характеристик их ЭМС 4. Техническое обеспечение ЭМС: Технические решения, направленные на улучшение характеристик их ЭМС В частности: - Подавление помех: мероприятия, имеющие целью ослабление или устранение влияния помех - Экранирование (электромагнитное): способ ослабления электромагнитной помехи с помощью экрана с высокой электрической и (или) магнитной проводимостями - Биологическая защита (от электромагнитного излучения): обеспечение регламентированных уровней электромагнитных излучений, соответствующих установленным санитарными нормами - …

Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики Электромагнитные поля: Электрическое поле промышленной частоты, создаваемое высоковольтным оборудованием (шины высокого напряжения) Магнитное поле промышленной частоты, создаваемое силовым оборудованием (токопроводы, реакторы, трансформаторы и т.п.) Высокочастотное поле, создаваемое коронирующими шинами, устройствами связи, тиристорными преобразователями и т.п. Высокочастотное импульсное поле, возникающее при коммутациях силового оборудования и коротких замыканиях Импульсное магнитное поле, создаваемые ударами молнии

Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики Потенциалы и напряжения: Разности потенциалов возникающие на территории электроустановки при: - нормальном режиме - коротких замыканиях - ударах молнии Высокочастотные импульсы (помехи), наводимые в кабелях вторичных цепей при коммутациях оборудования, КЗ, ударах молнии Разряды статического электричества

Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики Токи (высокочастотные и промышленной частоты): Протекающие по заземленным экранам, нулевым жилам кабелей, металлоконструкциям, элементам заземляющего устройства при: - коротких замыканиях на территории электроустановки и в сети - ударах молнии

Проблема ЭМС в электроэнергетике Факты: Из-за ложного срабатывания микропроцессорных устройств на одной из ТЭЦ Мосэнерго более двух лет не применялись защиты фирмы «Сименс». На подстанции при ударе молнии произошло повреждение устройств РЗА. На Костромской ГРЭС сбои в работе микропроцессорных устройств вызвало ... синтетическое ковровое покрытие. Причина: Проектирование, монтаж и эксплуатация оборудования производились без учета требований ЭМС.

Коммутация разъединителя 500 кВ

Схема для анализа процесса коммутации

Классификация ЭМО объекта по критериям МЭК 61000-2-5-2002 Класс 1. Легкая электромагнитная обстановка, при которой осуществлены оптимизированные и скоординированные мероприятия по подавлению помех, защите от перенапряжений во всех цепях; электропитание отдельных элементов устройства резервировано, силовые и контрольные кабели проложены раздельно; выполнение заземляющего устройства, прокладка кабелей, экранирование произведено в соответствии с требованиями ЭМС; климатические условия контролируются и приняты специальные меры по предотвращению разрядов статического электричества.

Класс 2. Электромагнитная обстановка средней тяжести, при которой Класс 2. Электромагнитная обстановка средней тяжести, при которой цепи питания и управления частично оборудованы помехозащитными устройствами и устройствами для защиты от перенапряжений; отсутствуют силовые выключатели, устройства для отключения конденсаторов, катушек индуктивностей; электропитание устройств АСТУ осуществляется от сетевых стабилизаторов напряжения; имеется тщательно выполненное заземляющее устройство; токовые контуры разделены гальванически; предусмотрено регулирование влажности воздуха, материалы, способные электризоваться трением, отсутствуют; применение радиопереговорных устройств, передатчиков, запрещено.

Класс 3. Жесткая обстановка, при которой Класс 3. Жесткая обстановка, при которой защита от перенапряжений в силовых цепях и цепях управления не предусмотрена; повторного зажигания дуги в коммутационных аппаратах не происходит; имеется заземляющее устройство; силовые, контрольные и коммутационных цепей кабели разделены; контрольные кабели линий передачи данных, сигнализации, управления разделены; относительная влажность воздуха поддерживается в определенных пределах, нет материалов, электризуемых трением; использование переносных радиопереговорных устройств ограничено (установлены ограничения приближения к приборам на определенное расстояние).

Класс 4. Крайне жесткая обстановка, при которой Класс 4. Крайне жесткая обстановка, при которой защита в цепях управления и силовых контурах от перенапряжений отсутствует; имеются коммутационные устройства, в аппаратах которых возможно повторное зажигание дуги; существует неопределенность в выполнении заземляющего устройства; нет пространственного разделения силовых, контрольных кабелей и коммутационных цепей; допустимы любая влажность воздуха и наличие электризуемых трением материалов; возможно неограниченное использование переносных переговорных устройств; в непосредственной близости могут находиться мощные радиопередатчики; вблизи могут находиться дуговые технологические устройства (электропечи, сварочные машины и т.п.).

Характерные источники помех Импульсные помехи от удара молнии Плановые коммутации Аварийные коммутации Короткие замыкания Высокочастотные поля от радиопередающих устройств Низкочастотные поля от силовых установок сварочные аппараты, бытовые электроприборы синтетические ковровые покрытия

Основные виды помех действующих на электронную аппаратуру

Виды связи между источником и приемником помехи В зависимости от механизма распространения между источником и приемником (подверженными влиянию цепями и аппаратурой) ЭМП могут разделяться на емкостные, индуктивные и кондуктивные. При воздействии высокочастотного электромагнитного поля в данной зоне говорят еще о наведенных электромагнитных помехах. Емкостными и индуктивными называют ЭМП, распространяющиеся в виде соответственно электрического и магнитного полей в непроводящих средах. Кондуктивные ЭМП - это помехи, возникающие в общих цепях, например в заземлении или любых металлических конструкциях.

Общий подход к решению проблемы ЭМС

Вопросы, рассмотренные на лекции: 1.Понятие электромагнитной совместимости. Проблема ЭМС в электроэнергетике. 2.Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитной обстановки. 3.Техническое средство. Критерии качества функционирования технических средств при воздействии помех. 4. Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости.

Спасибо за внимание !

Уровень помех. Помехоподавление. Для количественной оценки электромагнитной совместимости широкое применение нашли т.н. логарифмические масштабы, позволяющие наглядно представлять соотношения величин, отличающихся на несколько порядков. Существует два вида логарифмических отношений – уровень и степень передачи. Уровни определяют отношение величины к базовому значению. Степень передачи определяется отношением входных и выходных величин системы и служит характеристикой ее трансляционных (передаточных) свойств.

Логарифмические относительные характеристики. Уровни помех.