Современная электроника №8/2023

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 61 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 Рис . 1. Составляющие электромагнитной обстановки в сетях электропитания трии линейных напряжений в трёхфаз - ных сетях . Это те показатели , которые определяются состоянием первично - го источника электрической энергии и средств её доставки потребителям . При этом указанный стандарт не охваты - вает характеристики скоротечных слу - чайных процессов , таких как провалы , прерывания напряжения и импульс - ные перенапряжения . На рис . 1 представлена общая схема , показывающая составляющие электро - магнитной обстановки в электросетях ( ЭС ). В ней процессы , охватываемые стандартом [4], объединены в группу продолжительных изменений харак - теристик питающих напряжений . К группе случайных процессов , кото - рые требуют статистического описа - ния , относятся : ● прерывания напряжения , при кото - рых остаточное напряжение в точке подключения составляет менее 5% от его номинального значения . Преры - вания характеризуются длительно - стью , а для трёхфазных сетей соот - ветствуют случаю , когда напряжение снижается во всех трёх фазах . Типич - ной причиной появления прерыва - ний является проведение регламент - ных работ на электросетях ; ● провалы напряжения , под которы - ми понимается внезапное пониже - ние напряжения в точке электриче - ской сети ниже 90% номинального значения , за которым следует вос - становление напряжения до пер - воначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от 10 мс до нескольких десятков се - кунд . Они характеризуются дли - тельностью , а также абсолютной и относительной глубиной . Провалы напряжения обычно происходят из - за неисправностей в электрических сетях ( короткие замыкания ) или в электроустановках потребителей , а также при подключении мощной нагрузки ; ● перенапряжения , представляющие собой временное возрастание на - пряжения в конкретной точке элек - трической системы выше установ - ленного порогового значения . Они также характеризуются длительно - стью , которая для этого класса яв - лений всегда превышает половину периода питающего напряжения , а также коэффициентом перенапря - жения , который показывает крат - ность превышения номинального амплитудного значения в ЭС . Пе - ренапряжения , как правило , вызы - ваются коммутационными явлени - ями , ошибками и инерционностью регулирования состояния электри - ческой сети ; ● импульсные перенапряжения в виде одиночного импульса или затухаю - щего колебательного процесса дли - тельностью до 5…10 мс . Импульс - ные напряжения в некоторой точке ЭС вызываются , в основном , мол - ниевыми разрядами или процес - сами коммутации в электрической сети или включением / отключени - ем нагрузок индукционного харак - тера . Импульсные перенапряжения отличаются весьма широкой поло - сой частот , время нарастания напря - жения до максимального значения может составлять менее 1 мкс . К ха - рактеристикам такого процесса от - носятся длительность импульса по половинному уровню , его макси - мальная амплитуда , а также крат - ность превышения номинального амплитудного значения питающе - го напряжения . Следующая группа явлений вклю - чает помехоэмиссию со стороны тех - нических средств ( ТС ). Несмотря на то что сама электросеть имеет свойства фильтров низких частот , при неблаго - приятном стечении обстоятельств кон - дуктивные помехи способны распро - страняться на многие километры от точки инжекции , особенно если речь идёт о неразветвленных сетях . В спек - тральном составе совокупной поме - хоэмиссии ряда потребителей мож - но выделить широкополосный шум , в основном присутствующий на часто - тах до 30 МГц , а также узкополосные спектральные составляющие , фор - мируемые некоторыми классами ТС . Фильтры , имеющиеся в составе ТС , обычно ослабляют составляющие с частотами выше 10 кГц . Их приме - нение особенно важно для вторичных источников электропитания импульс - ного типа , а также ЭУ , характеризую - щихся инжекцией импульсных помех . Наконец , четвёртый класс явлений , определяющих ЭМО в ЭС , включает узкополосные сигналы в интервале частот от 3 до 525 кГц [5, 6], специаль - но передаваемые вместе с питающими напряжениями для обеспечения управ - ления автоматикой и для низкоскорост - ной передачи данных без использова - ния дополнительных проводников . Таким образом , оказывается , что фор - мирующие ЭМО в ЭС процессы явля - ются весьма разнородными как по дли - тельности , так и по спектру частот . Ясно , что СФ не должны вносить зна - чительные потери в полосе частот гар - моник питающего напряжения , иначе их использование будет неэффектив - но с энергетической точки зрения . Так - же очевидно , что СФ неспособны кор - ректировать частоту и симметрию в трёхфазных сетях электропитания . В частном случае применения режек - торных фильтров они могут снизить влияние гармоник напряжения элек - тропитания , однако такие техниче - ские решения обычно применяются в точках подключения промышленных предприятий , на которых использу - ются мощные нелинейные потребите - ли электрической энергии , например , дуговые печи высокого напряжения [4]. Что касается случайных процессов в ЭС , то с точки зрения спектрального распределения перенапряжения дли - тельностью свыше 10 мс занимают частоты менее 1 кГц , т . е . охватывают частоты гармоник , однако применение Электромагнитная обстановка в электросетях Случайные процессы Сигналы, передаваемые вместе с питающим напряжением Продолжительные изменения характиристик питающего напряжения Прерывания напряжения Провалы напряжения Импульсные перенапряжения Перенапряжения Узкополосные помехи Широкополосные помехи Нарушения симметрии в трёхфазных системах электроснабжения Отклонения формы (наличие гармоник) Отклонения частоты Эмиссия кондуктивных помех техническими средствами