Характерными источниками электромагнитных воздействий в нормальных и аварийных режимах являются:
•напряжения и токи промышленной частоты при КЗ на землю в распределительных устройствах напряжением выше 1 кВ;
•импульсные помехи при коммутациях и КЗ в распределительных устройствах;
•импульсные помехи при ударах молнии;
•электромагнитные поля радиочастотного диапазона;
•разряды статического электричества;
•магнитные поля промышленной частоты;
•импульсные магнитные поля;
•помехи, связанные с возмущениями в цепях питания АСТУ постоянного и переменного тока.
Дополнительными источниками электромагнитных воздействий на электрических станциях и подстанциях, которые могут вызвать сбои в работе, являются такие виды вспомогательного электрооборудования, как мощные преобразователи, сварочные аппараты, осветительные приборы, мощные тяговые механизмы, бытовые электроприборы, электроинструмент и др.
Учебно-практическое пособие к проведению практических за-
нятий по дисциплине «Электромагнитная совместимость» опре-
деляют порядок проведения измерений и расчетов, необходимых для получения количественных данных о наибольших значениях электромагнитных воздействий.
Опыты по имитации электромагнитных воздействий позволяют экспериментальным методом существенно расширить возможности по выявлению наибольших уровней электромагнитных помех. Комплексное сочетание натурных экспериментов с имитацией электромагнитных воздействий и численным анализом полученных результатов позволяет получить картину наиболее неблагоприятной ЭМО.
6
Практическая работа № 1
ИС СЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСК ИХ СВЯЗЕЙ
Цель работы: изучить влияние общего обратного провода на уровень помех в гальванически связанных электрических цепях.
Оборудов ание
Таблица 1.1
Условное обозначение элемен- |
Наименование |
|||||||||||||
тов в программе Multisim 10 |
||||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Источник переменного на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п ряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
З аземление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р езистор (Rн1, Rн2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потенциометр(Rпр1, Rпр2, R0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вольтметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Данные по вариантам к практической работе 1
Таблица 1.2
|
|
Сопротив- |
Сопротив- |
|
Сопротив- |
Сопротив- |
|
|
ЭДС |
ление |
ление |
Сопротив- |
|||
№ |
ление |
||||||
сиг- |
проводов |
проводов |
ление |
ление |
общего |
||
вари- |
нала, |
каналов |
каналов |
нагрузки |
нагрузки |
||
провода, |
|||||||
анта |
Ec |
связи 1, |
связи 2, |
1, Rн1 |
2, Rн2 |
R0 |
|
|
|
Rпр1 |
Rпр2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
В |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
|
1 |
12 |
0÷68 |
0÷68 |
200 |
200 |
0÷33 |
|
2 |
15 |
0÷68 |
0÷68 |
210 |
210 |
0÷36 |
|
3 |
18 |
0÷68 |
0÷68 |
220 |
220 |
0÷39 |
|
4 |
20 |
0÷68 |
0÷68 |
250 |
250 |
0÷42 |
|
5 |
22 |
0÷68 |
0÷68 |
300 |
300 |
0÷45 |
|
6 |
24 |
0÷68 |
0÷68 |
330 |
330 |
0÷48 |
|
7 |
28 |
0÷68 |
0÷68 |
360 |
360 |
0÷51 |
|
8 |
35 |
0÷68 |
0÷68 |
390 |
390 |
0÷54 |
|
9 |
40 |
0÷68 |
0÷68 |
420 |
420 |
0÷57 |
|
10 |
46 |
0÷68 |
0÷68 |
450 |
450 |
0÷60 |
|
11 |
50 |
0÷68 |
0÷68 |
480 |
480 |
0÷63 |
|
12 |
52 |
0÷68 |
0÷68 |
510 |
510 |
0÷66 |
|
13 |
56 |
0÷68 |
0÷68 |
540 |
540 |
0÷69 |
|
14 |
58 |
0÷68 |
0÷68 |
570 |
570 |
0÷72 |
|
15 |
60 |
0÷68 |
0÷68 |
600 |
600 |
0÷75 |
Задания
1.Изучить варианты гальванических связей между контурами.
2.Изучить схемы экспериментов и возможные методы расче-
та.
3.Выполнить экспериментальные исследования влияния гальванических связей.
4.Оформить отчет по проведенной работе.
8
Пояснения к работе
Рассмотрим два канала передачи информации, связанных общим обратным проводом (рис. 1.1). В каждом
канале действуют ЭДС сигнала Ес1 и Ес2, которые через соответствующие сопротивления проводов каналов свя-
зи Zпр1 и Zпр2 связаны с сопротивлениями нагрузки Zн1 и Zн2, имеющими
общую точку «0».
В этом случае из-за наличия общего сопротивления обратного провода
Zоб.пр напряжения на нагрузках будут
отличаться от истинного Uс на определенную величину напряже-
ния помехи Uпом, т.е. Uн = Uс + Uпом. Для устранения таких гальваниче-
ских связей обратный провод должен иметь по возможности малое сопротивление или выполняться отдельно для каждого контура. Тогда даже при
наличии гальванической связи между каналами (общая точка) взаимное влияние будет сведено к минимуму
(рис.1.2).
Для получения качественной и количественной оценки влияния обратного провода рассмотрим упрощенную схему механизма гальванической связи на примере схемы рис. 1.3, в
которой в первом канале действует один источник сигнала ЭДС Ес1 с внутренним сопротивлением источника Zс1. Во втором контуре сигнал отсутствует (Ес2 = 0): его источник представлен своим внутренним сопротивлением.
Тогда при наличии Ес1 на сопротивлении нагрузки Zн2 будет возникать напряжение помехи Uпом, величина которой в общем случае зависит от соотношения параметров величин всех элементов данной схемы (Ес1, Zпр, Zн, Zоб.пр).
9
Рис. 1.3. Принципиальная схема связанных сигнальных контуров
Рис.1.4. Эквивалентная схема гальванически связанных контуров с использованием активной составляющей сопротивлений
где э |
н. |
Для упрощения анализа рассмотрим электрическую схему с активными сопротивлениями всех элементов, работающую от источника переменного напряжения Ес. Обозначим с пр
,н Rн, Zоб.пр = Rн, тогда
схема на рис. 1.3 примет вид, приведенный на рис.1.4. Примем положительное направление токов ( , , ) в контурах.
Напряжение помехи на сопротивлении нагрузки н равно
пом |
|
· н |
. |
|
|
Можно показать, что в этом случае |
|||||
U2 = |
|
|
Ec R0 Rн2 |
, (1.1) |
|
|
R0 Rэ1 |
+ R0 Rэ2 + Rэ1Rэ2 |
|||
|
|
|
|
||
где |
|
, |
– |
||
эквивалентныеэ |
сопротивлениян э |
незавин |
- |
||
симых частей контуров.
Рассмотрим частный случай, когда сопротивления проводов обоих каналов одинаковы и равны сопротивлению обратного провода, т.е. Rпр1 = пр ; н н . Тогда, пренебрегая внутренними сопротивлениями источников 0 н ,
можно показать, что
· · н , 2· · э э
Таким образом, напряжение помехи будет определяться соотношением сопротивлений нагрузки и обратного провода н и тогда
· |
4 |
3 |
· |
1 · |
3 |
. |
(1.3)
10