Висящев А.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах - файл n9.rtf

Висящев А.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах
скачать (52360.7 kb.)
Доступные файлы (9):
n1.doc53kb.08.06.2006 21:20скачать
n2.doc9497kb.08.06.2006 21:19скачать
n3.docскачать
n4.doc1969kb.08.06.2006 21:19скачать
n5.doc1689kb.08.06.2006 21:19скачать
n6.doc3309kb.08.06.2006 21:19скачать
n7.docскачать
n8.doc15072kb.07.05.2009 09:26скачать
n9.rtf121205kb.08.06.2006 21:20скачать

n9.rtf

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

А.Н. Висящев

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ


Учебник для вузов

Издательство Иркутского государственного технического университета

2005

УДК 537.86/87


ББК

В
Висящев А.Н. Электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: Учеб. для вузов по направлению 650900 «Электроэнергетика». – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. – с.
В книге изложены сведения о современных способах и средствах обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС), дано комплексное описание ЭМС, рассмотрены вопросы возникновения помех, их распространение, ограничение и измерение. Приведена нормативно-техническая база. Рассмотрены вопросы защиты человека от электромагнитного влияния.
Учебник по дисциплине «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике» соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования направления 650900 «Электроэнергетика» и восполняет пробел в отечественной учебной литературе по этому направлению. Предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 100100 «Электрические станции», 100200 «Электроэнергетические системы и сети», 100400 «Электроснабжение», 210400 «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», аспирантов специальности 15.14.02 «Электростанции и электроэнергетические системы», а также для эксплуатационного персонала электрических станций и предприятий электрических сетей.

ОГЛАВЛЕНИЕ







Предисловие………………………………………………


8

Глава 2. ЭлектроЭнергетика и экология……………………...

11

2.1.

Тепловые станции……………………………………………….

11

2.2.

Гидростанции……………………………………………………

13

2.3.

Атомные электрические станции………………………………

14

2.4.

Возобновляемые нетрадиционные источники энергии……...

16

2.5.

Энергосбережение………………………………………………

17

Глава 3. Электромагнитная экология………………………...

18

3.1.

Магнитное поле Земли………………………………………….

18

3.2.

Электрическое поле Земли……………………………………..

20

3.3.

Космическое электромагнитное влияние……………………..

20

3.4.

Электромагнитная совместимость……………………………..

22

Глава 4. Источники помех………………………………………….

24

4.1.

Классификация помех…………………………………………..

24

4.2.

Математическое описание помех………………………………

27

4.2.1.

Характеристика помех………………………………………….

27

4.2.2.

Представление помех во временной области. Ряды Фурье…..

28

4.2.3.

Спектральный анализ помех. Преобразование Фурье………..

30

4.3.

Источники помех при электрических разрядах……………….

32

4.3.1.

Коронный разряд………………………………………………..

32

4.3.2.

Электромагнитный импульс грозовых разрядов……………...

35

4.3.3.

Разряды статического электричества………………………….

37

4.4.

Источники гармонических составляющих…………………….

41

4.4.1.

Выпрямительные агрегаты……………………………………..

41

4.4.2.

Дуговые сталеплавильные печи………………………………..

43

4.4.3.

Сварочные агрегаты…………………………………………….

44

4.4.4.

Реакторы с тиристорным управлением………………………..

45

4.4.5.

Другие источники……………………………………………….

46

4.5.

Источники несиметрии…………………………………………

47

4.6.

Электрический транспорт………………………………………

48

4.7.

Коммутация цепей………………………………………………

48

4.8.

Теле-радиопередатчики…………………………………………

54

4.9.

Электробытовые приборы и электропроводка………………..

56

4.10.

Короткие замыкания……………………………………………

59

4.11.

Ядерный взрыв…………………………………………………..

61

4.12.

Заземление……………………………………………………….

63

Глава 5. Распространение помех………………………………..

69

5.1.

Природа электромагнитных влияний………………………….

69

5.2.

Гальваническая связь……………………………………………

70

5.2.1.

Влияние через цепи питания и сигнализации…………………

70

5.2.2.

Влияние по контурам заземления……………………………...

71

5.2.3.

Противофазные и синфазные помехи…………………………

72

5.3.

Емкостное влияние……………………………………………...

77

5.3.1.

Понятие емкости………………………………………………...

77

5.3.2.

Потенциальные коэффициенты………………………………...

77

5.3.3.

Емкости нескольких заряженных тел………………………….

81

5.3.4.

Емкости двухпроводной линии………………………………...

83

5.3.5.

Емкости многопроводной линии……………………………….

83

5.4.

Электрическое поле……………………………………………..

86

5.4.1.

Точечный заряд………………………………………………….

86

5.4.2.

Заряженный шар………………………………………………...

88

5.4.3.

Заряженный цилиндр……………………………………………

88

5.4.4.

Однопроводная линия электропередач………………………...

90

5.4.5.

Трехпроводная линия электропередач………………………...

92

5.5.

Индуктивное влияние…………………………………………..

94

5.5.1.

Магнитный поток, потокосцепление, индуктивность………..

94

5.5.2.

Индуктивность однопроводной линии………………………...

96

5.5.3.

Индуктивность двухпроводной линии………………………...

97

5.5.4.

Индуктивность трехпроводной линии…………………………

97

5.6.

Магнитное поле………………………………………………….

99

5.6.1.

Цилиндрический провод………………………………………..

99

5.6.2.

Двухпроводная линия…………………………………………...

100

5.6.3.

Трехпроводная линия…………………………………………...

102

5.7.

Электромагнитное излучение…………………………………..

104

5.7.1.

Математическое описание……………………………………...

104

5.7.2.

Поле вибратора………………………………………………….

106

5.7.3.

Поле рамочной антенны………………………………………...

109

5.8.

Кондуктивные помехи…………………………………………..

112

5.8.1.

Расчет электрических режимов………………………………...

112

5.8.2.

Метод фазных координат………………………………………

112




Определение параметров элементов электрической сети……

112




Метод контурных токов………………………………………..

119




Метод узловых напряжений……………………………………

123

5.8.3.

Метод симметричных координат………………………………

132




Установившиеся режимы……………………………………….

136




Несимметричные режимы………………………………………

139




Несинусоидальные режимы…………………………………….

141

5.8.4.

Волновые процессы в линиях электропередач………………..

146




Распространение помехи произвольной формы в трехфазных цепях……………………………………………………………..


161

Глава 6. Нормирование в области электромагнитной совместимости…………………………………………….


164

6.1.

Общие вопросы нормирования………………………………...

164

6.2.

Нормирование в Российской Федерации……………………...

167

6.3.

Международные организации………………………………….

170

6.4.

Проблемы обеспечения ЭМС в условиях членства Российской Федерации в ВТО………………………………………….


174

6.5.

Качество электрической энергии………………………………

179

6.5.1.

Отклонение напряжения………………………………………..

180

6.5.2.

Колебания напряжения…………………………………………

181

6.5.3.

Несинусоидальность напряжения……………………………...

185

6.5.4.

Несимметрия напряжения………………………………………

189

6.5.5.

Отклонение частоты…………………………………………….

192

6.5.6.

Провал напряжения……………………………………………..

193

6.5.7.

Импульс напряжения………………...………………………….

197

6.5.8.

Временное перенапряжение……………………………………

198

6.6.

Электрические и магнитные поля……………………………...

199

6.6.1.

Принципы нормирования полей……………………………….

199

6.6.2.

Допустимые уровни ослабления геомагнитного поля………..

201

6.6.3.

Электростатические и магнитостатические поля……………..

201

6.6.4.

Поля промышленной частоты………………………………….

202

6.6.5.

Поля радиочастот………………………………………………..

205

Глава 7. ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОМЕХ………………

211

7.1.

Общие вопросы измерения……………………………………..

211

7.2.

Кондуктивные помехи………………………………………….

211

7.3.

Помехи электромагнитного излучения………………………..

223

7.3.1.

Антенны для измерения электрического поля………………..

223

7.3.2.

Антенны для измерения магнитного поля…………………….

225

7.3.3.

Измерительные приборы……………………………………….

225

7.4.

Регистрация узко – и широкополосных помех……………….

231

7.5.

Измерители полей……………………………………………….

233

7.5.1.

Измерители магнитных полей………………………………….

233

7.5.2.

Измерители электрических полей……………………………..

234

Глава 8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ……………………………………………………


237

8.1.

Характеристика энергосистемы как объекта управления…….

237

8.2.

Классификация электромагнитной обстановки……………….

238

8.3.

Определение электромагнитной обстановки………………….

239

8.3.1.

Аналитический метод…………………………………………..

240

8.3.1.1.

Дефицит реактивной мощности в сети………………………..

240

8.3.1.2.

Резкопеременная нагрузка……………………………………...

242

8.3.1.3.

Несимметричная нагрузка……………………………………...

243

8.3.1.4.

Нелинейная нагрузка……………………………………………

248

8.3.2.

Метод натурных испытаний……………………………………

251

8.3.2.1.

Оценка параметров заземляющих устройств…………………

251

8.3.2.2.

Протекание токов по заземляющему контуру………………...

255

8.3.2.3.

Коммутационные помехи……………………………………….

257

8.3.2.4.

Постоянно действующие электромагнитные поля……………

260

8.3.3.

Расчетно-имитационный метод………………………………...

262

8.3.3.1.

Имитация коммутационных помех…………………………….

262

8.3.3.2.

Имитация широкополосных мощных помех………………….

264

8.3.3.3.

Имитация разрядов статического электричества……………..

271

8.3.3.4.

Оценка помех при грозовых разрядах…………………………

272

8.3.3.5.

Оценка импульсных помех…………………………………….

273

8.4.

Влияние геомагнитных бурь на работу электроэнергетических систем………………………………………………………


275

Глава 9. Помехоподавляющие устройства………………...

283

9.1.

Экранирование………………………………………………….

284

9.1.1.

Экранирование электростатических полей……………………

285

9.1.2.

Экранирование магнитостатических полей…………………...

288

9.1.3.

Экранирование электромагнитных полей…………………….

291

9.1.3.1.

Токовый контур…………………………………………………

291

9.1.3.2.

Параллельные пластины в магнитном поле…………………..

293

9.1.3.3.

Сферический экран……………………………………………..

297

9.1.3.4.

Расчет экранов методом полных сопротивлений…………….

299

9.1.3.5.

Влияние отверстий, швов и зазоров……………………………

303

9.1.4.

Экранирование кабелей…………………………………………

309

9.1.4.1.

Электрическое поле……………………………………………..

312

9.1.4.2.

Магнитное поле………………………………………………….

313

9.1.5.

Экранирование приборов……………………………………….

320

9.1.6.

Экранирование помещений…………………………………….

322

9.2.

Фильтрация помех………………………………………………

324

9.2.1.

Общие вопросы фильтрации……………………………………

324

9.2.2.

Силовые фильтры……………………………………………….

330

9.2.3.

Сетевые фильтры………………………………………………..

333

9.2.4.

Фильтры в информационно-измерительных цепях, цепях управления………………………………………………………


335

9.2.4.1.

Аналоговая фильтрация………………………………………..

335

9.2.4.2.

Цифровая фильтрация…………………………………………..

346

9.3.

Защита от перенапряжений…………………………………….

356

9.3.1.

Атмосферные перенапряжения………………………………...

356

9.3.2.

Внутренние перенапряжения…………………………………..

357

9.3.2.1.

Коммутационные перенапряжения…………………………….

357

9.3.3.

Грозозащитное заземление……………………………………..

359

9.3.4.

Защита от прямых ударов молнии……………………………..

362

9.3.5.

Защита от вторичных воздействий молнии…………………...

371

9.3.5.1.

Характеристика воздействия…………………………………..

371

9.3.5.2.

Зоны защиты……………………………………………………..

372

9.3.5.3.

Экранирование…………………………………………………..

374

9.3.5.4.

Соединение аппаратов внутри защищаемого объекта………..

375

9.3.5.5.

Разрядники………………………………………………………

377

9.3.5.6.

Ограничитель перенапряжений………………………………..

378

9.3.5.7.

Гибридные разрядные цепи…………………………………….

380

9.4.

Устройства регулирования напряжения……………………….

382

9.4.1.

Централизованное регулирование……………………………..

383

9.4.2.

Местное регулирование………………………………………...

385

9.4.3.

Уменьшение колебания напряжения………………………….

386

9.5.

Симметрирование режима электрической сети……………….

389

9.5.1.

Энергетические процессы в трехфазной цепи при наличии несиметрии………………………………………………………


389

9.5.2.

Взаимосвязь уравновешивания, симметрирования и компенсации реактивной мощности…………………………………...


391

9.5.3.

Симметрирующее устройство компенсационного типа……...

394

9.5.4.

Схема Скотта…………………………………………………….

398

9.5.5.

С.К.У. при соединении элементов в треугольник…………….

400

9.5.6.

Совместное симметрирование и регулирование напряжения пофазным изменением коэффициентов трансформации трансформаторов………………………………………………..



405

9.6.

Релейная защита, автоматика, системы управления, контроля и связи……………………………………………………………


408

9.6.1.

Характеристика электроэнергетической системы как объекта защиты и управления……………………………………………


408

9.6.2.

Защиты с относительной селективностью…………………….

412

9.6.3.

Фильтровые защиты…………………………………………….

413

9.6.3.1.

Работа активно-емкостного фильтра напряжения обратной последовательности при несимметричных несинусоидальных режимах…………………………………………………….



413

9.6.3.2.

Работа фильтра тока обратной последовательности при несимметричных несинусоидальных режимах…………………..


420

9.6.4.

Влияние высших гармоник на работу устройства емкостного отбора напряжения……………………………………………...


423

9.6.5.

Работа защит при резонансе в токовых цепях………………...

430

9.6.6.

Повышение надежности работы фильтровых защит при несимметричных несинусоидальных режимах………………….


435

9.6.7.

Модернизация защит нулевой последовательности………….

439

9.6.8.

Системы технологического управления………………………

440

9.6.9.

Влияние электромагнитных помех на аппаратуру……………

441

9.6.10.

Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости……………………………………………………………..


443

9.6.10.1.

Системы электропитания……………………………………….

443

9.6.10.2.

Заземляющие устройства………………………………………

445

9.6.10.3.

Гальваническая развязка цепей……………………………….

448

9.6.11.

Кабельные связи…………………………………………………

451

9.6.11.1.

Классификация кабелей………………………………………...

453

9.6.11.2.

Проектирование трасс прокладки кабелей…………………….

456

Глава 10. ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНТИНОГО ВЛИЯНИЯ ……………………………………………………...


459

10.1.

Общие вопросы влияния полей на человека…………………..

459

10.2.

Механизм действия полей………………………………………

461

10.3.

Модель влияния полей промышленной частоты……………...

464

10.4.

Эпидемиологические исследования последствий воздействия полей………………………………………………………...


469

10.5.

Бытовые электрические приборы………………………………

472

10.6.

Персональные компьютеры…………………………………….

475

10.6.1.

Влияние компьютеров…………………………………………..

475

10.6.2.

Средства защиты пользователей компьютерами……………...

482

10.7.

Радиотелефонная связь…………………………………………

484

10.8.

Поля промышленной частоты………………………………….

491

10.8.1.

Линии электропередачи………………………………………...

491

10.8.1.1.

Электрическое поле……………………………………………..

491

10.8.1.2.

Магнитное поле…………………………………………………

500

10.8.1.3.

Наведенные напряжения на отключенных линиях электропередачи………………………………………………………….


504

10.8.2.

Распределительные устройства………………………………...

512

10.8.3.

Влияние полей на человека. Защитные мероприятия ………..

514

10.8.4.

Работа под напряжением……………………………………….

518

10.8.4.1.

Организация работ………………………………………………

518

10.8.4.2.

Электрическое поле……………………………………………..

521

10.8.4.3.

Магнитное поле………………………………………………….

524

10.8.4.4.

Защита персонала……………………………………………….

525



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации