- Технические аспекты определения норм для оборудования линий и подстанций
-
5.7. Технические аспекты определения норм для оборудования линий и подстанций
Принцип установления норм на напряжение радиопомех для линейных изоляторов и защитной арматуры, а также для силового оборудования и защитной арматуры подстанций в диапазоне низких и средних частот должен состоять в том, чтобы их значения в суммарном уровне помех от ЛЭП были незначительными. Принцип применим к ЛЭП переменного тока, у которых провода работают при поверхностном градиенте 17 - 20 кВ/см и более, предполагает координацию между помехой, создаваемой изоляторами и защитной арматурой, и помехой, создаваемой коронным разрядом на проводах линии. Для линий переменного тока с более низким поверхностным градиентом напряжение помехи, создаваемой линейным оборудованием, должно быть таким же низким, как и напряжение помехи, создаваемой оборудованием, используемым на линиях с поверхностным градиентом около 17 кВ/см.
Принцип применим к линиям постоянного тока, но никаких цифр, характеризующих градиент, не приводится, так как не установлено соотношение между помехами, создаваемыми коронным разрядом на проводах, и помехами, создаваемыми изоляторами и защитной арматурой.
Корреляционные соотношения между напряжением радиопомех и соответствующей напряженностью поля радиопомех не применимы к частотам выше нескольких мегагерц. Это означает, что в настоящее время не может быть предложен принцип установки норм для частот, лежащих выше диапазона средних волн.
Поле радиопомех вблизи подстанции, создаваемое источниками помех, расположенными внутри подстанции, может представлять собой совокупность поля непосредственного излучения и поля помех распространения по проводам, которое создается токами проникновения в провода ЛЭП, отходящих от подстанции. В настоящее время нет достаточного объема данных по излучаемой составляющей помехи, поэтому будут рассматриваться только помехи токов проникновения. В этом случае определяется координация между токами помех проникновения и токами, создаваемыми коронными разрядами на проводах линии.
5.7.1. Токи помех, создаваемые элементами линии и линейной арматурой
Для оценки влияния изоляторов и проводов на поле помех достаточно сравнить ток, создаваемый гирляндой изоляторов, с током IL, создаваемым пролетом провода одной фазы линии. Если ток, создаваемый гирляндой изоляторов, меньше IL, то его значение в суммарном поле помехи от линии мало; если он равен IL, то уровень помехи из-за влияния изоляторов повысится примерно на 3 дБ; если он больше IL, то поле помехи от линии будет, в основном, определяться помехами, создаваемыми изоляторами.
Если норма на ток изоляторов установлена равной IL/3, т.е. на 10 дБ меньше значения тока IL, то суммарное поле помехи увеличивается примерно на 0,5 дБ. Это увеличение настолько мало, что на практике оно не заметно.
Кроме гирлянд изоляторов следует рассмотреть другие элементы и линейную арматуру (распорки, гасители вибраций и предупредительные сигнальные устройства для самолетов). Если на пролет приходится N единиц любого элемента линейной арматуры, то уровень радиопомех на один элемент должен быть не более
от уровня помех, создаваемых гирляндой изоляторов.Суммарный ток радиопомех (на один пролет) от всех элементов линейной арматуры определяется суммой квадратов значений токов от каждого элемента.
5.7.2. Ток помех, создаваемых оборудованием подстанции
Оборудование подстанций рассматривается как генератор тока радиопомех. Проблема состоит в изучении распространения тока помех по линии, т.е. затухания и искажения электромагнитного поля, связанного с этим током. Для этого используется модальный анализ.
Обычно с подстанцией связаны более одной ЛЭП. Для определения тока помех, вносимого в одну из ЛЭП, необходимо знать не только импеданс всех отходящих линий, но и импеданс оборудования подстанции, состоящего из шин, выключателей, разъединителей, трансформаторов, конденсаторов, других элементов, являющихся источниками тока помех. В этом случае можно рассчитать ток помех, вносимый в ЛЭП.
В худшем случае можно предположить, что импеданс оборудования подстанции равен бесконечно большой величине. Тогда при N единиц оборудования, каждая из которых создает ток помехи I0 при n отходящих ЛЭП, ток помех, проникающих в линию, вычисляют по формуле
(12)Отсюда ясно, что самой неблагоприятной является подстанция, имеющая одну ЛЭП. Если ток, рассчитанный таким методом, равен значению тока, создаваемого коронным разрядом на проводах линии, то увеличение поля радиопомех в первом пролете от подстанции составит приблизительно 3 дБ; но уже на расстоянии 1 или 2 км дополнительный ток помех, а, следовательно, и увеличение поля, становятся незначительными.
5.7.3. Практический метод установления норм в низкочастотном и среднечастотном диапазонах
5.7.3.1. Элементы линии и линейная аппаратура
Начиная с функции возбуждения и матрицы линейных емкостей вычисляют ток помех, проникающий на единицу длины фазного провода. Суммарный ток I, создаваемый пролетом длиной L, вычисляют по формуле
(13)где I - ток, создаваемый гирляндой изоляторов, А.
При сравнении тока, создаваемого гирляндой изоляторов, с суммарным, током h, рекомендуется добавлять запас в 10 дБ, чтобы гарантировать незначительность увеличения суммарного уровня поля помехи. Значение тока помехи, создаваемой изоляторами, должно быть максимальным при обычных погодных условиях вдоль трассы ЛЭП.
Ток (I) в дБ (мкА) от одной гирлянды изоляторов не должен превышать значения, вычисляемого по формуле
I = Е - 27 - K1, (14)
где Е - допустимая напряженность поля радиопомех при заданных погодных условиях (на расстоянии 20 м от ближайшего провода линии), дБ (мкВ/м);
K1 - разность между уровнем помехи, создаваемой коронным разрядом на проводах при заданных погодных условиях и уровнем этой помехи при погодных условиях с максимальным уровнем помех, создаваемых изоляторами, дБ.
В формуле учтен запас в 10 дБ.
5.7.3.2. Силовое оборудование и линейная арматура подстанций
Общий ток помех I' в дБ (мкА), проникающий в линию от подстанции, не должен превышать значения, вычисленного по формуле
I' = E - 12 - K2, (15)
где Е - допустимая напряженность поля радиопомех при заданных погодных условиях (на расстоянии 20 м от ближайшего провода линии), дБ (мкВ/м);
K2 - разность между уровнем помехи, создаваемой коронным разрядом на проводах при заданных погодных условиях, и уровнем этой помехи при погодных условиях с максимальным уровнем помех, создаваемых подстанцией, дБ.
Формула получена для высоты провода, равной 15 м и глубины проникновения в землю Pg = 7 м. В этой формуле запас в 10 дБ не предусмотрен.
В месте соединения ЛЭП и шин подстанции обычно имеет место рассогласование импедансов, что может привести к появлению стоячих волн радиопомех на первых километрах линии, результатом чего является изменение уровня помех на ±6 дБ вблизи подстанции. Это обстоятельство не учтено в формулах.
Примечания:
1. Нормы выведены на основании допустимой напряженности поля радиопомех.
2. Основная трудность в практическом применении этого принципа состоит в имитации условий эксплуатации испытываемого объекта в лабораторных условиях. В настоящее время отсутствует согласованная процедура имитации в лабораторных условиях общих условий эксплуатации, но этот вопрос находится в стадии рассмотрения. Предполагается, что измерения должны выполняться на оборудовании, работающем в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации.
3. Нормы для отдельных видов оборудования подстанции, например, выключателей-разъединителей, автоматических выключателей и других элементов не могут быть указаны в этом документе, так как оборудование относится к сфере деятельности других технических комитетов. Однако при проведении измерений около подстанции влияние этого оборудования должно быть таким, чтобы обеспечивалось выполнение норм.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
