Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К. и др. Электромагнитная совместимость и молниезащита в современной электроэнергетике

Учебное пособие. — 3-е изд., перераб. и доп. — Под ред. Б.К. Максимова. — М.: Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2018. — 688 с. — ISBN 978-5-7046-1994-9.В учебном пособии системно изложены актуальные проблемы электромагнитной совместимости и молниезащиты. Рассмотрены источники перенапряжений и помех, каналы их передачи и приемники, вызванные молнией, переходными процессами при плановых коммутациях и аварийных режимах на предприятиях электроэнергетики. Проанализирована электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики и показано, что при определенных условиях на них наблюдаются превышения нормированных уровней перенапряжений и помех, что является причиной снижения надежности электропередачи и электроснабжения. Систематизированы данные о зонной концепции ограничения перенапряжений и помех, а также о защитных устройствах, предназначенных для этих целей.
Рассмотрены актуальные вопросы биологического и техногенного влияния электромагнитных полей, обеспечения электромагнитной совместимости технических средств (качества электроэнергии) в узлах нагрузки энергосистемы, а также новейшие российские и зарубежные нормативные документы по электромагнитной совместимости объектов электроэнергетики.
Для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», преподавателей, аспирантов и инженерно-технических работников, для системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации персонала энергетических компаний.Предисловие.
Основные термины и определения.
Список сокращений.
Источники электромагнитных воздействий.
Общие положения.
Переходные процессы при ударах молнии.
Коммутационные процессы в цепях высокого напряжения.
Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием станций и подстанций.
Радиочастотные поля.
Электромагнитный импульс ядерного взрыва.
Разряды статического электричества.
Электромагнитные помехи, вызванные магнитным полем Земли.
Вопросы для самопроверки.
Каналы передачи электромагнитных помех и способы их ослабления.
Моделирование механизмов связи.
Упрощенные модели передачи электромагнитных помех и методы их снижения.
Связь через общее полное сопротивление.
Магнитная связь.
Емкостная связь.
Связь излучением.
Вопросы для самопроверки.
Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики.
Классификация электромагнитной обстановки и степени жесткости испытаний на помехоустойчивость.
Нормированные и действительные уровни помех на объектах энергетики.
Электромагнитная обстановка на атомных электростанциях.
Схемы цепей оперативного тока и электромагнитная совместимость.
Вопросы для самопроверки.
Зонная концепция ограничения перенапряжений и помех.
Основные положения зонной концепции.
Уравнивание потенциалов.
Мероприятия по ограничению уровня помех.
Вопросы для самопроверки.
Типовые схемы сетей электроснабжения и размещение в них защитных устройств.
Схемы сетей электроснабжения и электрические воздействия на них.
Схемы защит сетей от перенапряжений.
Элементы для уравнивания потенциалов и ограничения перенапряжений.
Вопросы для самопроверки.
Обеспечение электромагнитной совместимости на объектах электроэнергетики.
Общие вопросы обеспечения ЭМС.
Нормированная электромагнитная обстановка в зданиях и сооружениях, ее обеспечение.
Размещение приборов и координация параметров защитных устройств.
Особенности использования варисторов для ограничения перенапряжений.
Обеспечение электромагнитной совместимости внутри зон.
Вопросы для самопроверки.
Помехи в кабелях при воздействии электромагнитного поля.
Методические основы расчета электромагнитного воздействия.
Взаимодействие электромагнитной волны с почвой.
Подвесные кабели.
Подземные кабели.
Влияние электромагнитного поля, проникающего через экраны кабелей.
Вопросы для самопроверки.
Экраны.
Дифференциальные уравнения Максвелла. Эквивалентная глубина проникновения поля.
Экраны во внешнем магнитном поле.
Вопросы для самопроверки.
Молния и молниезащита.
Общая характеристика грозовой деятельности.
Грозовые облака и их характеристики.
Возникновение и развитие молнии.
Виды молний и параметры тока.
Защита от прямых ударов молнии.
Поражаемость воздушных линий электропередачи молнией.
Исследование физики молнии и молниезащиты с помощью искусственных заряженных аэрозольных облаков.
Рекомендации Международной электротехнической комиссии (МЭК) по молниезащите зданий и сооружений.
Вторичные воздействия молнии.
Вопросы для самопроверки.
Практические способы снижения помех на электрических станциях и подстанциях.
Общие положения.
Основные концепции выполнения заземления и прокладки кабелей.
Рекомендации по выполнению заземлений на ПС высокого напряжения.
Рекомендации по выполнению заземлений на электростанциях.
Особенности ЭМС на ПС высокого напряжения.
Природа возникновения и уровни помех на электрических станциях.
Некоторые особенности проектирования заземляющих систем комплектных КРУЭ.
Ограничения коммутационных электромагнитных помех в цепях управления с индуктивными элементами.
Вопросы для самопроверки.
Экологическое и техногенное влияние электрических и магнитных полей воздушных линий и подстанций ВН и СВН и возможности снижения их влияния на окружающую среду.
Экологические аспекты электромагнитной совместимости.
Нормирование безопасных для человека напряженностей электрических и магнитных полей.
Анализ электрических и магнитных полей воздушных линий СВН, проходящих в населенных районах.
Экологическое влияние коронного разряда.
Влияния линий электропередачи на линии связи.
Вопросы для самопроверки.
Электромагнитная совместимость технических средств в узлах нагрузки электрических сетей ВН.
Общие положения.
Статический преобразователь как источник гармоник и другие источники гармоник.
Влияние гармоник на системы электроснабжения.
Нормирование гармоник в электрических сетях. Показатели качества электрической энергии.
Ограничение уровней гармоник напряжений и токов.
Вопросы для самопроверки.
Обеспечение электромагнитной совместимости при проектировании энергообъектов.
Общие положения.
Компоновка оборудования, зданий и сооружений.
Заземляющие устройства.
Кабельная канализация.
Молниезащита.
Система оперативного постоянного тока.
Система электропитания переменным током.
Защита от электромагнитных полей радиочастотного диапазона.
Защита от магнитных полей промышленной частоты.
Защита от разрядов статического электричества.
Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания.
Вопросы для самопроверки.
Методические указания по определению электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики.
Основные положения.
Проведение измерений и расчетов по определению ЭМО.
Меры безопасности при определении электромагнитной обстановки.
Периодичность проведения работ по определению электромагнитной обстановки.
Вопросы для самопроверки.
Приложение.
Базовые публикации по ЭМС в области электроэнергетики.
Российские стандарты по ЭМС в электроэнергетике.
Гигиенические нормы напряженностей электрических и магнитных полей промышленной частоты.
Рабочая программа проведения экспериментальных работ по определению ЭМО.
Протоколы измерений и расчетов.
Степени жесткости испытаний устройств на помехоустойчивость.
Требования к техническим средствам воздействий и измерений.
Имитация короткого замыкания на землю.
Требования к расчетным программам.
Рекомендуемые мероприятия по улучшению ЭМО.
Список литературы.