РЗА 2008. 032.ЭЛНАП - 002. ЭЛНАП ЭМС БОРИСОВ - Обеспечение электромагнитной совместимости систем релейной защиты и автоматики на электросетевых объектах

В настоящее время на электросетевых объектах установлены или вводятся в работу системы релейной защиты и автоматики (РЗА), выполненные с использованием разной элементной базы: электромеханические, полупроводниковые, микропроцессорные. Все системы РЗА (независимо от элементной базы) на протяжении всего срока службы подвергаются электромагнитным воздействиям разного вида, возникающих при коротких замыканиях, переключениях (коммутациях) первичного оборудования, ударах молнии, коммутациях во вторичных цепях, работе высокочастотной связи разного назначения и т.п. Устойчивая и надежная работа систем РЗА возможна только при обеспечении условий электромагнитной совместимости (ЭМС) на электросетевом объекте.
В ОАО «ФСК ЕЭС» для решения проблемы обеспечения ЭМС систем РЗА ведется планомерная работа по нескольким направлениям: 
- разработка нормативно-технических документов по ЭМС;
- аттестация устройств РЗА по выполнению испытаний на помехоустойчивость;
- экспертиза проектов в части обеспечения ЭМС систем РЗА;
- проверка электромагнитных обстановки и совместимости при строительстве новых и при техперевооружении действующих электросетевых объектов.
Аттестация оборудования. Если на электросетевом объекте применяются устройства РЗА не прошедшие испытаний на помехоустойчивость, то обеспечить ЭМС таких устройств практически невозможно. Действующий нормативный документ «Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем» (РД 34.35.310-97), в котором устанавливаются отдельные требования по помехоустойчивости к устройствам РЗА, устарел. При проведении аттестации следует руководствоваться ГОСТ 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5-2001) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях. Требования и методы испытаний». Организации, представляющие на аттестацию устройства РЗА, должны предоставить протоколы испытаний, документы об аккредитации испытательной лаборатории в соответствующих органах (включая перечень видов испытаний, на которые аккредитована лаборатория).
Нормативно-технические документы. Решение проблемы обеспечения ЭМС невозможно без создания соответствующей нормативно-технической базы. По заданию департамента ИТСиСС ОАО «ФСК ЕЭС» был проведен анализ выполнения ЭМС систем РЗА на электросетевых объектах. Установлено, что на действующих объектах примерно 10% случаев неправильной работы или повреждений систем РЗА обусловлено несоблюдением требований ЭМС при проектировании, монтаже и эксплуатации, а также из-за применения устройств РЗА с низкой помехоустойчивостью. 
Известно, что если не решаются вопросы ЭМС на этапе проектирования, то затраты на обеспечение ЭМС в процессе эксплуатации многократно возрастают. Из нормативных документов по обеспечению ЭМС при проектировании электросетевых объектов в России фактически действовали лишь «Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех» (РД 34.20.116-93). Этот документ не отвечает современным требованиям. В ОАО «ФСК ЕЭС» в последние годы проведена работа по созданию нормативной базы по решению вопросов ЭМС на этапе проектирования.
В типовом Техническом задании на разработку проекта строительства (расширения, реконструкции, технического перевооружения) подстанции предусмотрено выполнение раздела проекта по ЭМС: П. 4.4. Решения по электромагнитной совместимости устройств РЗА, ПА, АСУ ТП, АИИС КУЭ, связи, обеспечивающих их нормальную работу, с отражением в отдельном разделе. Дается четкое указание, что при проектировании необходимо выполнить мероприятия по обеспечению ЭМС.
В «Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ» (СО 153 - 34. 20.122-2006) включен специальный раздел: Раздел 5. Защита от перенапряжений, заземление, электромагнитная совместимость. В этом разделе перечислены основные и дополнительные мероприятия по обеспечению электромагнитной обстановки (ЭМО), благоприятной для эксплуатации устройств РЗА. 
В апреле 2007 на совместном заседании секций НТС «РАО ЕЭС России» и КНТ ОАО «ФСК ЕЭС» рассмотрены проекты стандартов организации «Требования к обеспечению электромагнитной совместимости вторичного оборудования и систем связи электросетевых объектов» (Требования к обеспечению ЭМС) и «Методические указания по обеспечению электромагнитной совместимости на электросетевых объектах ЕНЭС» (МУ по обеспечению ЭМС). 
Основные положения, реализованные в проектах стандартов организации:
- При проектировании, на этапе приемо-сдаточных испытаний и в процессе эксплуатации должны рассматриваться наибольшие возможные уровни электромагнитных воздействий всех видов.
- При определении ЭМО применяются расчетно-экспериментальные методики.
- Все устройства РЗА должны быть испытаны на помехоустойчивость.
- Основой (критериями) для разработки необходимого комплекса мероприятий по обеспечению ЭМС являются допустимые уровни всех видов электромагнитных воздействий для конкретного устройства, устанавливаемого на электросетевом объекте.
- Мероприятия по обеспечению ЭМС выбираются на основании технико-экономического сравнения.
В проекте стандарта «Требования к обеспечению ЭМС» устанавливаются конкретные требовании: к обеспечению ЭМС при проектировании, проведении авторского надзора, приемо-сдаточным испытаниям и контролю ЭМО при эксплуатации электросетевых объектов. Фактически в этом документе развиты и конкретизированы положения СО 153 - 34. 20.122-2006. 
В проекте стандарта «Методические указания по обеспечению ЭМС» рассмотрены технические решения по обеспечению ЭМС вторичного оборудования при компоновке электросетевых объектов, выполнении проекта заземляющих устройств, молниезащиты, кабельной канализации, систем оперативного постоянного тока и электроснабжения 0,4кВ переменного тока. Представлены методики расчета наибольших уровней электромагнитных воздействий на вторичное оборудование. В приложениях приведены: список рекомендуемой литературы, справочный материал к разделам, примеры типовых проектных решений, обеспечивающих выполнение условий электромагнитной совместимости вторичного оборудования на электросетевых объектах. 
Создание требуемой ЭМО для объектов нового строительства, комплексного технического перевооружения и реконструкции, расширения действующих объектов, при модернизации, замене отдельных устройств обеспечивается выполнением комплекса мероприятий: 
- разработка проектных решений по обеспечению ЭМС на стадии проекта;
- реализация принятых проектных решений в конструкторской, строительной, монтажной и другой документации на стадии разработки рабочей документации;
- проведение приемо-сдаточных испытаний с целью подтверждения достаточности выполненных мероприятий.
При разработке проекта осуществляют:
- предпроектные изыскания и сбор исходных данных; 
- расчетную оценку уровней электромагнитных воздействий на вторичное оборудование и системы связи;
- сопоставление рассчитанных уровней электромагнитных воздействий с уровнями помехоустойчивости вторичного оборудования и устройств связи;
- разработку технических решений по снижению уровней электромагнитных воздействий, если они превышают допустимые уровни помехоустойчивости вторичного оборудования.
Расчеты проводятся с помощью специальных компьютерных программ. В таблице приведены данные о некоторых программах, которые применяются в России и за рубежом.

Название Авторы Область применения Информация
ОРУ-М ООО «НПФ ЭЛНАП»
РАО «ЕЭС России»
МЭИ
Борисов Р.К.
Петров С.Р. С помощью программы выполняют расчет:
- напряжений и токов промышленной частоты, воздействующих на вторичное оборудование;
- импульсных потенциалов на токоотводах и ЗУ молниеотводов;
- импульсных потенциалов на ЗУ при КЗ и коммутациях;
- распределение токов и потенциалов в ЗУ;
- напряжений прикосновения на оборудовании при КЗ на землю. Российское агентство по патентам и товарным знакам.
Свидетельство о регистрации
№ 2002611768 от 15.10 2002г. В свободной продаже.
Interferences ООО «НПФ ЭЛНАП»
Борисов Р.К.
Петров С.Р. С помощью программы выполняют расчет:
- импульсных помех при коротких замыканиях и коммутациях в первичных цепях;
- импульсных помех во вторичных цепях и напряженности импульсных магнитных полей при ударах молнии. Российское агентство по патентам и товарным знакам.
Свидетельство о регистрации
№ 20046104619 от 11.2.2004г. В свободной продаже.
Название Авторы Область применения Информация
MagPole ООО «НПФ ЭЛНАП»
Борисов Р.К.
Ерошенков А.В. С помощью программы выполняют расчет напряженности магнитного поля от источников поля:
- шины первичных цепей;
- реакторы, трансформаторы;
- проводники различного назначения Российское агентство по патентам и товарным знакам.
Свидетельство о регистрации
№ 2007614391 от 17.10.2007г. В свободной продаже.
Parsiz НГТУ,
Нестеров С.В. Расчет параметров ЗУ: напряжение прикосновения, распределение потенциала по сетке ЗУ. Грунт многослойный Вторая Российская конференция по ЗУ, Сборник докладов, Новосибирск, 2005 В свободной продаже нет.
Контур ООО "ЭЗОП" С помощью программы выполняют расчет:
- импульсных потенциалов на ЗУ молниеотводов;
- распределение токов и потенциалов в ЗУ. ezop@ezop.ru В свободной продаже нет.
ELMAGLEP МЭИ(ТУ)
Колечицкий Е.С. Шульгин В.Н. Расчет ЭП и МП, созданных ВЛ Учебная
программа Распространяется свободно.
ТРИТОН МЭИ(ТУ)
Ратьковский А.Г. Расчет напряженности электрических полей на подстанциях высокого напряжения. Колечицкий Е.С. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения. -М.: Энергоатомиздат, 1983. По согласованию с авторами.
KWIKGRID Фирма Consulting Electrical Engineers ("Консультанты-электротехники"). Канада. Расчета ЗУ из вертикальных и горизонтальных проводников в грунте. Произвольная конфигурация.
Результаты расчета - распределение потенциалов на поверхности грунта, напряжения прикосновения и шага, сопротивление растекания, потенциал на ЗУ. http://www.ground-it.com/software.htm Распространяется свободно

Программа для расчета ЗУ Фирма Safe Engineering Services & technologies ltd., Монреаль, Канада 
(ООО Технологии и услуги в сфере техники безопасности) Основные функции:
- расчет заземляющих устройств (произвольные грунты и воздействия);
- расчет параметров линий для воздушных линий и проводников в грунте или кабелей в трубе;
- расчет распределения токов нагрузки, КЗ и импульсных токов по проводникам (нейтрали, экраны и т.п.);
- индуктивное, кондуктивное и емкостное взаимодействие между кабелями, проложенными по одной трассе;
- анализ электромагнитных полей, создаваемых различными источниками. 
http://www.sestech.com/Products/SoftPackages/CDEGS.htm
Распространяется свободно.

Название Авторы Область применения Информация
EMTP-RV Разрабатывается DCG - группа по координации разработки.
Члены DCG - Western Area Power Administration, the US Bureau of Reclamation и др. Расчет переходных процессов в электрических цепях, включая линии с распределенными параметрами http://www.emtp.com/software/emtp_rv.html
В свободной продаже.

PisPice Принадлежит Cadence Design System Расчет переходных процессов в электрических цепях, включая линии с распределенными параметрами с учетом взаимного влияния http://www.cadence.com/products/orcad/pspice_a_d/index.aspx
В свободной продаже.

EMF Workstation 2.5 Фирма Enertech Комплект утилит для расчета магнитных и электрических полей от различного электрооборудования: линии, реакторы, батареи конденсаторов, силовые трансформаторы, трубопроводы, заземляющие проводники. http://www.enertech.net/emfw/download/documentation/emfw25.pdf
http://www.enertech.net/emfmod/emfmod.htm.
Нет сведений о продаже.

MicroCAP Spectrum Software Программа расчета электрических цепей при любых воздействиях. http://www.spectrum-soft.com/price.shtm
В свободной продаже.

Выполнение раздела проекта по ЭМС в соответствии с «Методическими указаниями по обеспечению ЭМС» может осуществляться проектными или специализированными организациями. 
Кроме рассмотренных документов, при разработке мероприятий по обеспечению ЭМС применяются отечественные и международные нормативные документы: 
ГОСТ Р 51317. 4 … ( МЭК 61000-4-…). Совместимость технических средств электромагнитная. Требования и методы испытаний.
ГОСТ Р 51179-98 (МЭК 870-2-1-95). Устройства и системы телемеханики. Ч.2. Условия эксплуатации. Раздел 1. Источники питания и электромагнитная совместимость.
ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.
ГОСТ Р 50571.22-2000 (МЭК 60364-7-707-84). Требования к специальным электроустановкам. Заземление оборудования обработки информации.
ГОСТ Р 50571.19-2000 (МЭК 60364-4-443-95).Требования по обеспечению безопасности. Защита от перенапряжений. Защита электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений.
ГОСТ Р 50571.20-2000 (МЭК 60364-4-444-96).Требования по обеспечению безопасности. Защита от перенапряжений. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.
Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. СО 153-34.21.122-2004.
Earthling of GIS. An application guide. (Заземление КРУЭ. Практическое руководство). CIGRE. Group 23.10. Elektra. №151. 1993.
Стандарт МЭК 62305 в 5-ти частях. Молниезащита. 2006г.
Стандарт ANSI/TIA/EIA-607-1994 (Август 1, 1994). Требования к телекоммуникационной системе выравнивания потенциалов и заземления зданий.
Earthling of GIS. An application guide. (Заземление КРУЭ. Практическое руководство). CIGRE. Group 23.10. Elektra. №151. 1993.

Экспертиза проектов в части обеспечения ЭМС систем РЗА. В настоящее время проектировании электросетевых объектов осуществляет большое количество различных проектных организаций. Не редко вопросы обеспечения ЭМС рассматриваются формально. Чтобы исключить такой подход в ОАО «ФСК ЕЭС» практикуется проведение экспертизы проектов в части обеспечения ЭМС. Экспертиза проводится специализированными организациями. 

Проверка электромагнитных обстановки и совместимости при строительстве новых и при техперевооружении действующих электросетевых объектов должна выполняться в соответствии с «Методическими указаниями по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях» (СО 34.35.311.2004). Результаты проверки оформляются в виде Протоколов по установленной форме по всем видам электромагнитных воздействий. В Протоколах дается Заключение о выполнении условий обеспечения ЭМС.

Выводы.
Системный подход, основанный на современной нормативно-техничекой базе, обеспеченный специальными компьютерными программами для проведения расчетов и измерительными средствами для контроля электромагнитной обстановки, позволяет обеспечить выполнение условий ЭМС для систем РЗА на электросетевых объектах.

подписка на новости
 
информационные спонсоры и партнёры ГК ЭВР
 
сотрудничество
 
ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ © 2003—2011 ГК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЫСТАВКИ РОССИИ