1. ормативные документы, посвященные …digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2019/06/18...2019/06/18 · Э 61000-4 4-95 : 4 к-питание 2

Обеспечение электромагнитной совместимости микропроцессорных устройств РЗА. Испытания на помехоэмиссию и помехоустойчивость

Фоломеев Дмитрий Валентинович СРЗА «Волжского ПО» филиала ПАО «МРСК Волги»-«Самарские РС» Начальник службы.

1. Нормативные документы, посвященные вопросам ЭМС;

СО 34.35.311-2004 «Методические указания по определению

электромагнитных обстановки и совместимости на электрических

станциях и подстанциях»;

СТО 56947007-29.240.043-2010 «Руководство по обеспечению

электромагнитной совместимости вторичного оборудования и систем

связи электросетевых объектов»;

СТО 56947007-29.240.0442010 «Методические указания по обеспечению

электромагнитной совместимости на объектах электросетевого

хозяйства»;

СО 153-34.21.122-2003 « Инструкция по устройству молниезащиты

зданий, сооружений и промышленных коммуникаций»;

РД 153-34.0-20.525-00 «Методические указания по контролю состояния

заземляющих устройств электроустановок.

2. Источники электромагнитных возмущений на ПС, отраженные в нормативных документах;

Согласно СО 34.35.311-2004 «Методические указания по определению электромагнитных обстановки и совместимости на электрических станциях и подстанциях»:

Характерными источниками электромагнитных воздействий 8 нормальных и аварийных режимах» которые могут оказывать влияние на АСТУ, 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 АСТУ, являются такие виды вспомогательного

электрооборудования как мощные преобразователи, сварочные аппараты, осветительные приборы, мощные тяговые механизмы, бытовые электроприборы, электроинструмент и др.

Мой вывод по разделу: все, что угодно может являться источниками электромагнитных воздействий на АСТУ,

например не указанные здесь электропоезда (для АСТУ, расположенных на Тяговых ПС. В Волжском ПО таких ПС 2)

3. Анализ руководств по эксплуатации производителей МП УРЗА, применяемых в Волжском ПО (Радиус-Автоматика,

ЧЭАЗ, ЭКРА, Механотроника, ПРОЭЛ) с точки зрения удовлетворения требований ЭМС;

Сириус-2-В

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия

Примечание

Электрическая изоляция между независимыми элестрическими цепями и между этими цепями и

корпусом в холодном состоянии при нормальных климатических условиях без пробоя и

перекрытия выдерживает:

- испытательное напряжение переменного тока 2 кВ (действующее значение) частотой 50 Гц в

течение 1 мин;

- импульсное испытательное напряжение (по три импульса положительных и отрицательных) с

амплитудой до 5 кВ, длительностью переднего фронта 1,2 мкс, длительностью импульса 50 МКС

и периодом следования импульсов - 5 с.

БЭМП РУ-ОЛ

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия


Устройство соответствует требованиям технических условий БКЖИ.656316.004 ТУ, ГОСТ Р

51321.1, в результате выполнения которых обеспечивается соблюдение требований технического

регламента Таможенного союза «О безопасности низковольтного оборудования» (TP ТС 004/2011) и

«Электромагнитная совместимость технических средств» (TP ТС 020/2011), а при поставке на

экспорт также требованиям РД 16 01.007.

Повторяющиеся затухающие

колебания частотой 0,1—1,0

МГц

3 гост Р 51317.4.12-99

МЭК 61000-4-12-95

А 2,5 кВ - провод-земля 1,0 кВ

- провод-провод

Наносекундные импульсные

помехи

4 ГОСТ Р 51317.4.4-99

МЭК 61000-4-4-95

А 4 кВ-питание

2 кВ - остальные цепи

Кондуктивные

низкочастотные

3 ГОСТ Р 51317.4.6-99

МЭК 61000-4-6-96

А 10 В 140 дБ

Импульсное магнитное поле 4 ГОСТ Р 50649-94 МЭК

1000-4-9-93

А 8/20 МКС ±300 А/м

Радиочастотное

электромагнитное

3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А

26-1000 МГц 10 В/м

Микросекундные импульсы

большой энергии

4 ГОСТ Р 51317.4.5-99

МЭК 61000-4-5-95

А 4 кВ

Электростатические помехи 3 ГОСТ Р 51317.4.2-99

МЭК 61000-4-2- 5

А 8 кВ - воздушный 6 кВ -

контактный

Магнитное поле

промышленной частоты

5 ГОСТ Р 50648-94 МЭК

1000-4-8-93

А 100 А/м - постоянно

1000 А/м - кратковременно



3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А 26-1000 МГц 10 В/м

Затухающее коле ательное 5 ГОСТ Р 50652-94 МЭК А 100 кГц ±100 А/м

электростатический разряд 3

степени жесткости в

соответствии с ГОСТ Р

51317.4.2-2010 с

испытательным напряжением

импульса разрядного тока:

3 гост Р 51317.4.12-99

МЭК 61000-4-12-95

А - контактный разряд - 6 кВ;

- воздушный разряд - 8 кВ.


помехи

4 ГОСТ Р 51317.4.4-99

МЭК 61000-4-4-95

А - линии электропитания - 4

кВ, 5 кГц;

- линии сигналов

ввода/вывода - 2 кВ, 5 кГц.

- порты заземления - 4 кВ, 5

кГц.



3 ГОСТ Р 51317.4.6-99

МЭК 61000-4-6-96

А испытательное напряжение

при воздействии помех

постоянного тока и на

частоте 50 Гц:

- длительно 30 В;

- кратковременно, 1с - 300

В.


1000-4-9-93

А 300 А/м.



3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А

- от 80 до 960 МГц;

- от 1,4 до 2.0 ГГц



4 ГОСТ Р 51317.4.5-99

МЭК 61000-4-5-95

А по схеме провод-провод - 3

степени жесткости, 2 кВ для

линий электропитание и

несимметричных линий

большой протяженности;

- по схеме провод-земля - 4

степени жесткости, 4 кВ для

линий элекпропитания и

несимметричных линий

большой протяженности,

симметричных линий

магнитное поле 1000-4-10-93

Устройства соответствуют требованиям :

-к помехоэмиссии по ГОСТР51318 11.

-повторяющихся колебательных затухающих помех (КЗП) 3 степени жесткости в соответствии с

ГОСТ Р 51317.4 12.

-провалов и изменений напряжений эпектропитания, уровни и длительности которых в соответствии

с ГОСТ 30S04.4 11 определены для 3 класса эле1промагнитной обстановки и кратковременных

прерываний напряжения электропитания в соответствии с п. 1 2.1 6 настоящего РЭ

Сириус-2-В

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия












МГц

3 гост Р 51317.4.12-99

МЭК 61000-4-12-95




помехи

4 ГОСТ Р 51317.4.4-99

МЭК 61000-4 4-95





3 ГОСТ Р 51317.4.6-99

МЭК 61000-4-6-96

А 10 В 140 дБ


1000-4-9-93

А 8/20 МКС ±300 А/м

БЭ2502А01

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия


Терминал соответствует требованиям устойчивости технических средств к электромагнитным

помехам по TP ТС 020/2011, ГОСТ Р 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5:2001).

Терминал устойчив к электростатическим разрядам (ЭСР) по ГОСТ 30804.4.2-2013 (IEC

61000-4-2-2008) при степени жёсткости испытаний 4.

Терминал устойчив к наносекундным импульсным помехам (НИП) по ГОСТ 30804.4.4-2007 (IEC

61000-4-4:2004} при степени жёсткости испытаний 4.

Критерий качества функционирования терминала при воздействии НИП - А.

Терминал устойчив к воздействию кондуктивных помех промышленной частоты по ГОСТ Р

51317.4.16-2000 (МЭК 6100-4-16-98). при степени жёсткости испытаний 4.

Критерий качества функционирования терминала при воздействии кондуктивных помех

промышленной частоты - А.



3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А

26-1000 МГц 10 В/м



5 ГОСТ Р 50648-94 МЭК

1000-4-8-93


1000 А/м – кратковременно


МЭК 61000-4-2-95




элек ромагнитное

3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А 26-1000 МГц 10 В/м



4 ГОСТ Р 51317.4.5-99

МЭК 61000-4-5-95

А 4 кВ

Затухающее колебательное

магнитное поле

5 ГОСТ Р 50652-94 МЭК

1000-4-10 93

А 100 кГц ±100 А/м

Терминал устойчив к воздействию импульсного магнитного поля 300 А/м по ГОСТ Р 50649-94

(МЭК 1000-4-9-93) при степени жёсткости испытаний 4.

Критерий качества функционирования терминала при испытаниях на устойчивость к воздействию

импульсного магнитного поля - А.

Терминал устойчив к воздействию радиочастотного электромагнитного поля напряжённостью

испытательного поля 10 В/м (140 дБ относительно 1 мкВ/м) в полосе частот от 80 до 1000 МГц и от

1,4 до 2,0 ГГц по ГОСТ 30804.4.3-2013 (IEC 61000-4-3:2006) при степени жесткости испытаний 3.

Критерий качества функционирования терминала при воздействии радиочастотного

электромагнитного поля - А.

Терминал устойчив к воздействию магнитного поля промышленной частоты (МППЧ) по ГОСТ Р

50648-94 (МЭК 1000-4-8-93) при степени жёсткости испытаний 4:

- 30 А/м - для непрерывного магнитного поля;

- 300 А/м - для кратковременного магнитного поля.

Терминал устойчив к электростатическим разрядам (ЭСР) по ГОСТ 30804.4.2-2013 (IEC

61000-4-2-2008) при степени жёсткости испытаний 4.

Критерий качества функционирования терминала при воздействии ЭСР - А.

Терминал устойчив к воздействию радиочастотного электромагнитного поля напряжённостью

испытательного поля 10 В/м (140 дБ относительно 1 мкВ/м) в полосе частот от 80 до 1000 МГц и от

1,4 до 2,0 ГГц по ГОСТ 30804.4.3-2013 (IEC 61000-4-3:2006) при степени жесткости испытаний 3.

Критерий качества функционирования терминала при воздействии радиочастотного

электромагнитного поля - А.

Терминал устойчив к провалам и прерываниям напряжения питания постоянного тока:

- провалы напряжения: на 30%Uном длительностью 1,0 с и на 60 %Uном длительность 0,1 с;

прерывания напряжения: на 100 %Uном длительностью 0,5 с по ГОСТ Р 51317.6.5-2006

(МЭК 61000-6-5:2001) в соответствии с МЭК 61000-4-29:2000. Критерий качества

функционирования терминала при воздействии помех - А.

Терминал устойчив к пульсациям напряжения, воздействующим на сеть электропитания

постоянного тока, по ГОСТ Р 51317.4.17-2000 {МЭК 6100-4-17-99) при степени жёсткости

испытаний 4 (размах пульсаций напряжения по отношению к номинальному напряжению

электропитания - 15 %, частота пульсаций кратна частоте переменного электропитания с

множителем 2).

Критерий качества функционирования терминала при воздействии помех - А.

Сириус-2-В

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия


ОВОД

Вид помехи

Сте

пен

ь

жес

ткост

и

ГОСТ, МЭК

Кри

тери

й

фун

кц

ион

и

рован

ия












МГц

3 гост Р 51317.4.12-99

МЭК 61000-4-12-95




помехи

4 ГОСТ Р 51317.4.4-99

МЭК 61000-4-4-95





3 ГОСТ Р 51317.4.6-99

МЭК 61000-4-6-96

А 10 В 140 дБ


1000-4-9-93

А 8/20 МКС ±300 А/м



3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А

26-1000 МГц 10 В/м



4 ГОСТ Р 51317.4.5-99

МЭК 61000-4-5-95

А 4 кВ


МЭК 61000-4-2-95





5 ГОСТ Р 50648-94 МЭК

1000-4-8-93


1000 А/м - кратковременно



3 ГОСТ Р 51317.4.3-99

МЭК 61000-4-3-96

А 26-1000 МГц 10 В/м

Затухающее колебательное

магнитное поле

5 ГОСТ Р 50652-94 МЭК

1000-4-10-93

А 100 кГц ±100 А/м

Напряжение


ГОСТР51317.4.1.16 4 30 В

(длительные

помехи) 300

В (1 с)

Напряжение

промышленной

частоты

Наносекундные

импульсные помехи

ГОСТР 51317.4.4 4 2 кВ


помехи, наведенные

радоичастотными

электромагнитными

полями

ГОСТР 51317.4 6 3 10В

Повторяющиеся

колебательные

затухающие

помехи по схеме

провод-провод

ГОСТР 51317.4.12 2 1 кВ

Микросекундные

импульсные помехи

большой энергии (1/50

мкс - 6,4/16 мкс) по

схеме провод-провод

ГОСТ Р 51317.4.5 3 2 кВ

Прерывания

напряжения

электропитания

ГОСТ Р 51317.4.11

U 50% (5

период)

U 100% (5

периодов)

Мой вывод по разделу: все производители заявляют разные цифры, разные параметры и разное количество параметром,

которым соответствует их продукт. Мне как технарю, эти цифры ничего не говорят, а несоответствие одних и тех же

параметров у разных производителей, меня, как минимум-настораживает.

4. Анализ проектов, выполненных для ПС Волжского ПО в части разделов, посвященных ЭМС;

АСК-2:

Мой вывод по проекту: сделаны 3 проверки из девяти, и “представлена вода” в виде ни к чему не обязывающих

выводов. Почему принята именно такая схема заземления экранов кабелей из восьми возможных вариантов –

непонятно.

ПС Засамарская_2013

Мой вывод: по проекту той же организации: в отличие от предыдущего проекта, где сделаны 3 проверки из девяти,

здесь нет ни одной проверки. И представлена та же и “вода” в виде ни к чему не обязывающих выводов.

50 МПЗ_2013:

Мой вывод: где то выше я это уже видел. “Северэнергопроект” похоже во всех проектах формирует один и тот же

обьем, посвященный ЭМС.

ПС Засамарская

Мой вывод: гораздо более серьезный труд и большее количество проверок. Представлена 3D модель ОРУ. Но и

здесь выполнены не все проверки, например не исследованы:

• разряды статического электричества помехи, связанные с возмущениями в цепях питания АСТУ постоянного и

переменного тока;

• дополнительные источники электромагнитных воздействий на электрических станциях и подстанциях, которые

могут вызвать сбои в работе АСТУ (являются такие виды вспомогательного электрооборудования как мощные

преобразователи, сварочные аппараты, осветительные приборы, мощные тяговые механизмы, бытовые

электроприборы, электроинструмент и др.)

БРЕСЛЕР-РАС_2013:

Мой вывод: “Бреслер” , проектируя свое оборудование, за вопросы ЭМС переживал, но не сильно.

ПС Борская_2013:

Мой вывод: Самарский Электропроект за вопросы ЭМС переживает, но не сильно.

Мой вывод по разделу: каждый проектант выполняет разное количество расчетов и мероприятий в части ЭМС. Разброс

качества я оцениваю от 5 до 70 %. Ни по одному из вышеприведенных проектов натурные испытания ЭМС не

заложены в сметы, и как следствие-не выполнялись на обьекте.

5. Анализ существующих программ, рассчитывающих параметры ЭМС и их наличие в Самарских РС;

Этих программ я не

нашел на сайте

производителя

Есть demo версия и

краткое руководство в

свободном доступе

Устаревшая программа,

разработанная для OC

Windows 95/98, автором с

2004 г. не поддерживается

Нет в свободном

доступе, информация

отсутствует

В свободном доступе

имеется описание

программы

Нет в свободном

доступе, информация

отсутствует

Есть demo версия и

краткое руководство на

английском языке в

свободном доступе

Мой вывод по разделу: а какие из этих программ сертифицированы Россетями?

В противном случае и я могу что-нибудь написать и начать считать.

По российским программам: Часть программ не имеет РЭ на сайте производителя, часть программ отсутствует на сайте

производителя, часть программ не находится в интернете как и организации ее создавшие.

Иностранные программы обсуждать не вижу смысла, как в силу отсутствия сертификации, так и в силу непонимания

иностранного языка.

6. Анализ полевых испытаний, посвященных замеру ЭМС на ПС;

Мой вывод по разделу: как технарь диагностирую, что обьем работ мне непонятен, а исходных данных собрать

требуется очень много.

7. Анализ рынка услуг посторонних организаций, предлагающих услуги по изучению ЭМО на ПС;

Для оценки сроков выполнения работ и стоимости потенциальным клиентам был отправлен запрос на проведение работ по

натурным испытаниям ЭМО на ПС 110/10 кВ Толевая Волжского ПО:

Мой вывод по разделу: в отличие от проектантов, которые “кто в лес кто по дрова” , организации, претендующие на

натурные испытание ЭМО показали редкое единение: срок выполнения работ порядка 1 месяца, стоимость порядка

200 000 р.

8. Проблемы, связанные с анализом ЭМО и реализацией мероприятий по обеспечению ЭМС на ПС.

1. Странно, на мой взгляд, что разработчики методик являются одновременно и разработчиками

программ и приборов.

2. Является ли этот документ “законом” для Россетей?

3. Что делать мне, как начальнику службы при необходимости установить первый микропроцессорный

терминал на подстанции, где в настоящее время только электромеханика?

Как найти и где 200 000р.?

4. Каким образом заставить ОКС заставить Подрядную организацию, выполняющую проект, провести

необходимый обьем натурных испытаний ЭМО и расчетов в части ЭМО? Особенно с учетом того, что

инвестиционная программа уже сформирована на много лет вперед.

Как найти и где 200 000р.?

5. Логично полагаю, что в сметных расценках отсутствуют расценки на проведение натурных испытаний

ЭМО. Соответственно, если МРСК Волги как Заказчик проекта хочет, чтобы при выполнении СМР

были проведены натурные испытания ЭМО, возможна проблема с формированием смет на эти

работы. Особенно с учетом того, что инвестиционная программа уже сформирована на много лет

вперед.

6. Службы РЗА являются всего лишь одним из нескольких членов системы АСТУ на предприятии.

Служба АСУ, служба связи, служба учета ЭЭ!!!! Где вы? Почему вас не волнует эта тема и эти

нормативные документы???

7. Отсутствуют в Госреестре. Их можно применять??? Или можно самим что то изготовить и с успехом

использовать? Стоимость в интернете разных приборов начинается от 250000р.

8. Слово ЭМО не встречается ни разу. Создается впечатление, что об этом направлении работ в

Концепции РЗА просто либо забыли, либо считают это вопросом, который “обкатан” и не требует

пристального внимания.

9. Даже в главе “Направления научных исследований” об ЭМС и ЭМО нет ни слова!!!

Слово ЭМС встречается 1 раз:

10. Нужно ли сертифицировать приборы, программу и методики исследования ЭМО?

11. Каким образом мне собрать все необходимые данные по ПС?

12. Почему принята периодичность проверки ЭМО 1 раз в 12 лет?

13. Какими силами и каким оборудованием выполнять натурные испытания ЭМО, даже с учетом одной

проверки в 12 лет? Согласно коммерческих предложений весь цикл работ по одной ПС занимает

примерно 1 месяц. В моем Волжском ПО 78 подстанций. На большей части из них имеются

микропроцессорные защиты (не говоря о прочих АСТУ)

14. СО 34.35.311-2004 «Методические указания по определению электромагнитных обстановки и

совместимости на электрических станциях и подстанциях»; СТО 56947007-29.240.043-2010

«Руководство по обеспечению электромагнитной совместимости вторичного оборудования и систем

связи электросетевых объектов»;

Очень похоже на работу по НИОКР, выполненную проектным институтом, далеким от жизни

на “земле”. Как это все выполнять на практике мне не очень понятно.

15. А не будет ли это еще бОльшей проблемой при появлении Цифровой ПС? А стоит ли овчинка выделки?

9. Мои предложения для Россетей:

a. Ответить себе принципиально на вопрос (причем с изучением опыта зарубежных энергокомпаний ): действительно

ли так необходимы мероприятия по ЭМО на каждой ПС, где имеется АСТУ? Стоит ли овчинка выделки? Уверены

ли мы что после исследований ЭМО и выполнении всех мероприятий не будет проблем скажем, с ложной работой

или неработой терминалов? Может быть просто забыть про ЭМО? Статистики проблем, связанных с ЭМО я не

нашел.С учетом имеющегося количества технологических нарушений может быть гипотетические проблемы с

ЭМО ничтожны? Тем не менее, при положительном ответе на первый вопрос данного абзаца:

b. Создать взамен расплывчатых стандартов конкретную методику (ППР, Руководство и т.д.), содержащую не

научные теоретические выкладки, а ясные и понятные для любого ИТР рекомендации.

c. Четко обозначить приборы и программы, необходимые для определения ЭМО, сертифицировать их, обязав

производителя обеспечить необходимое сопровождение от программного обновления до сервиса.

d. Определить периодичность исследования ЭМО.

e. С учетом 12 летнего цикла и 78 ПС в Волжском ПО в год необходимо исследовать 6,5 подстанций. С учетом

времени в 1 месяц, бригады минимум из двух человек, расстояния до некоторых ПС в 170 км. вопрос исследования

ЭМО хозспособом как минимум проблематичен. Определить структурное подразделение (а почему бы и не

создать), которое будет заниматься исследованием ЭМО. В данный момент по умолчанию этим занимаются

службы РЗА, но в АСТУ входит оборудование и других служб…

f. Сформировать действующую систему обучения.

g. Скорректировать инвестиционную программу с учетом затрат на натурные испытания ЭМО в каждом титуле.

h. Возможно это уже есть в каком то виде: Сформировать технические требования к производителям АСТУ (в первую

очередь к производителям МП РЗА), ограничивающие подверженность терминалов внешним воздействиям,

например: ограничить нижнюю границу напряжения и мощность срабатывания входов и т.д..

Documents

1. ормативные документы, посвященные …digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2019/06/18...2019/06/18 · Э 61000-4 4-95 : 4 к-питание 2