Електромагнітна сумісність живлячих ліній

Кожну багатопровідну лінію високої напруги з п проводів при розгляді впливу її на низькоенергетичні кола доцільно представити із двох впливаючих кіл: повністю симетричного і повністю несиметричного («п проводів – земля»). Зазначені лінії високої напруги своїми електричним і магнітним полями наводять у низькоенергетичних колах сторонні струми та напруги. Розрахункові формули для визначення цих струмів і напруг при впливі кожної складової ланцюга багатопровідної лінії знаходять розв’язанням узагальнених диференціальних рівнянь.

Для зниження заважаючих напруг і струмів, що виникають у низькоенергетичних колах від впливу ліній високої напруги, необхідно зменшувати залишкову напругу трифазних впливаючих ліній електропередач (ЛЕП). Теоретично і експериментально доведено, що величина залишкової напруги на ЛЕП трифазної системи залежить від:

1) висоти підвішування проводів над землею;

2) взаємного розташування проводів;

3) розташування заземлених проводів (тросів);

4) розмірів та розщеплення проводів;

5) стану ізоляції проводів.

Іншими словами, залишкова напруга залежить від ємності кожного проводу відносно землі і від ємностей кожного з проводів лінії відносно інших проводів.

Для зменшення залишкових складових напруги і струму здійснюють транспозицію проводів лінії електропередачі. Залишкова напруга ЛЕП буде дорівнювати нулю, якщо відносні опори кожного з її проводів відносно землі та інших проводів будуть рівні між собою.

Застосовуючи транспозицію проводів лінії електропередачі, можна досягти:

1) симетрії напруг відносно землі у фазових проводах лінії електропередачі з ізольованою нейтраллю;

2) врівноважування відносних опорів всіх трьох фазових проводів лінії електропередачі;

3) врівноважування електричних і магнітних полів фазових проводів лінії електропередачі.

 

Нормування завадних впливів

Внаслідок різноманітних причин, розглянутих вище, системи електроживлення впливають на суміжні пристрої, які нормально працюють при низьких напругах і струмах у тому ж діапазоні частот, в якому діють заважаючі гармоніки. До цих пристроїв відносяться лінії зв’язку, радіомовлення, рейкові кола і пристрої залізничної автоматики. Перші з них працюють у діапазонах тональних і надтональних частот, другі – у діапазоні тональних частот, треті – з частотами 50, 75, 125, 175, 225, 275, 325 Гц.

Повна ефективна напруга завад визначається як середнє квадратичне значення амплітуд гармонік з частотами f ₁, f ₂,..., f_n, амплітудні напруги яких відповідно U ₁, U ₂ ,..., U_n, з виразу

(15.1)

При оцінці завадної дії системи електроживлення насамперед враховують першу і найближчі до неї гармонійні складові, які мають найбільші амплітуди. Однак гармоніки, які мають невеликі амплітуди, можуть створювати більшу завадну дію, якщо частоти цих гармонік збігаються з частотами робочих сигналів, що існують у системі електроживлення. При оцінці завадної дії вищих гармонік на роботу апаратури, призначеної для відтворення сигналів, які сприймаються органами слуху людини (телефони, радіомовлення та ін.), необхідно враховувати не тільки напругу гармонік, які збігаються зі спектром робочих сигналів, але й чутливість людського вуха до коливань різних частот.

Якщо створити звукові коливання на різних частотах з однаковою інтенсивністю і прийняти чутливість людського вуха до коливань із частотою 800 Гц за вихідну, то коливання в діапазоні від 800 до 1100 Гц будуть сприйматися, як більш голосні звуки, а коливання нижче 800 Гц і вище 1100 Гц, – як менш голосні. У зв’язку із цим в акустику введене поняття псофометричного коефіцієнта α_п, який дозволяє враховувати ступінь чутливості людського вуха до коливань різних частот. Значення цього коефіцієнта визначені експериментально.

У пристроях електроживлення при оцінці заважаючої дії системи електроживлення також користуються псофометричним коефіцієнтом. У цьому випадку він показує ступінь заважаючої дії коливань даної частоти в порівнянні з завадною дією коливань із частотою 800 Гц.

Нижче наведені значення псофометричного коефіцієнта α_п для гармонік змінної складової випрямленої напруги.

 

 

Таблиця 15.1

 

Значення псофометричного коефіцієнта α_п для різних гармонік

 

f, Гц
αп	0,0071	0,00891	0,0355	0,0891	0,295	0,484	0,582	0,505	0,861
f, Гц
αп	0,902	0,955	1,0	1,072	1,122	1,072	1,0	0,555	0,505
f, Гц
αп	0,861	0,824	0,760	0,708	0,617	0,525	0,375	0,177	0,016

 

Напруга завад з урахуванням чутливості органів слуху людини до коливань різних частот називається псофометричною напругою.Повне ефективне значення псофометричної напруги завад, що містять ряд гармонік

 

, (15.2)

де α₁, α₂,..., α _n - псофометричні коефіцієнти для відповідних гармонік.