ГОСТ Р 51317.2.4-2000 (МЭК 61000-2-4-94) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Совместимость технических средств электромагнитная ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА Уровни
электромагнитной совместимости
ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва
Предисловие 1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30) 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 13 декабря 2000 г. № 352-ст 3 Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-2-4 (1994-02), изд. 1 «Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 2. Электромагнитная обстановка. Раздел 4. Уровни электромагнитной совместимости на промышленных предприятиях для низкочастотных кондуктивных помех» с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
СОДЕРЖАНИЕ ВведениеСтандарт МЭК 61000-2-4-94 является частью стандартов МЭК серии 61000 «Электромагнитная совместимость» согласно следующей структуре: Часть 1 Основы Общие вопросы (введение, фундаментальные принципы) Определения, терминология Часть 2 Электромагнитная обстановка Описание электромагнитной обстановки Классификация электромагнитной обстановки Уровни электромагнитной совместимости Часть 3 Нормы и требования Нормы помехоэмиссии Требования помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию) Часть 4 Методы испытаний и измерений Методы измерений Методы испытаний Часть 5 Руководства по установке и помехоподавлению Руководства по установке Руководства по помехоподавлению Часть 9 Разное Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты или как технические доклады. Эти стандарты и доклады будут публиковаться и нумероваться в хронологическом порядке. Дополнительные сведения о помехах различных видов, которые можно ожидать в системах электроснабжения общего назначения, приведены в [1].
ГОСТ Р 51317.2.4-2000 (МЭК 61000-2-4-94) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Совместимость технических средств электромагнитная ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА Уровни электромагнитной совместимости для
низкочастотных кондуктивных помех Electromagnetic
compatibility of technical equipment. Electromagnetic environment. Дата введения 2002-01-01 1 Область примененияНастоящий стандарт устанавливает уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий, а также в иных системах электроснабжения, не относящихся к системам общего назначения. Стандарт распространяется на системы электроснабжения переменного тока частотой 50 Гц низкого (до 1000 В) и среднего (до 35 кВ) напряжения. Стандарт не применяется для систем электроснабжения кораблей, самолетов и железных дорог. Уровни электромагнитной совместимости установлены для различных классов электромагнитной обстановки применительно к изменениям параметров напряжения электропитания (амплитуда, частота, симметрия и форма напряжений) по отношению к идеальной синусоиде, которые могут иметь место при нормальных условиях эксплуатации в точках внутрипроизводственного присоединения (ТВП) к сетям электропитания промышленных предприятий или иным специальным сетям электропитания. Помехи, рассматриваемые в настоящем стандарте, относятся исключительно к сети электропитания, а классы электромагнитной обстановки определяются характеристиками питающей электросети. Примечание - Уровни электромагнитной совместимости в точках общего присоединения (ТОП) устанавливаются в стандартах, распространяющихся на системы электроснабжения общего назначения (см. ГОСТ 13109, [2]). Содержание стандарта МЭК 61000-2-4-94 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к стандарту МЭК 61000-2-4, отражающие потребности экономики страны, - курсивом. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на [1], [2] и следующие стандарты: ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения ГОСТ 23875-88 Качество электрической энергии. Термины и определения ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения 3 ОпределенияВ настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 13109, ГОСТ 23875, ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397, а также следующие. 3.1 Электромагнитная совместимость технических средств (ТС) - способность технического средства функционировать с заданным качеством в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам (ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397). 3.2 Уровень электромагнитной совместимости - установленный максимальный уровень помехи, которая, как ожидается, будет воздействовать на ТС в конкретных условиях эксплуатации. Примечание - На практике в качестве уровня электромагнитной совместимости принимается не абсолютный максимальный уровень помехи, а уровень, который может быть превышен с малой вероятностью. 3.3 Общий уровень помех - уровень определенной помехи, созданный суммарной эмиссией всех технических средств, подключенных к электрической сети. 3.4 Точка присоединения (ТП) - точка присоединения к сети электропитания, применительно к которой рассматриваются характеристики электромагнитной совместимости. 3.5 Точка общего присоединения (ТОП) - точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приемника электрической энергии), к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей (входные устройства других приемников) (ГОСТ 13109). 3.6 Точка внутрипроизводственного присоединения (ТВП) - точка присоединения к питающей сети внутри рассматриваемой системы электроснабжения. 4 Классы электромагнитной обстановкиВ настоящем стандарте с целью упрощения применения на практике рассматриваются и определяются следующие три класса из возможных классов электромагнитной обстановки. Класс 1 Данный класс применяется для электромагнитной обстановки в защищенных системах электроснабжения и характеризуется уровнями электромагнитной совместимости более низкими, чем уровни электромагнитной совместимости в системах электроснабжения общего назначения. Он соответствует применению ТС, восприимчивых к помехам в питающей сети, например, контрольно-измерительного лабораторного оборудования, отдельных средств управления технологическими процессами и защиты, образцов вычислительной техники некоторых видов и т.д. Примечания 1 Класс 1 электромагнитной обстановки обычно соответствует применению ТС, которые требуют защиты от помех с помощью систем бесперебойного питания (СБП), фильтров или устройств подавления сетевых помех. 2 В некоторых случаях при применении ТС, обладающих повышенной восприимчивостью к помехам, может быть необходимым установление уровней электромагнитной совместимости более низких, чем те, которые соответствуют классу 1 электромагнитной обстановки. В этом случае уровни электромагнитной совместимости согласовываются в каждом конкретном случае (контролируемая электромагнитная обстановка). Класс 2 Данный класс обычно применяется для электромагнитной обстановки в ТОП и ТВП для промышленных условий эксплуатации ТС. Уровни электромагнитной совместимости данного класса идентичны таковым для систем электроснабжения общего назначения. Поэтому ТС, предназначенные для подключения к электрическим сетям общего назначения, могут применяться в условиях данного класса промышленной электромагнитной обстановки. Класс 3 Данный класс электромагнитной обстановки применяется только для ТВП в промышленных условиях эксплуатации ТС. Он имеет более высокие уровни электромагнитной совместимости, чем таковые для класса 2 в отношении некоторых электромагнитных явлений, вызывающих помехи. Электромагнитная обстановка должна быть отнесена к классу 3 в случае, если имеет место любое из следующих условий: - питание большей части нагрузки осуществляется через преобразователи; - используется электросварочное оборудование; - имеют место частые пуски электродвигателей большой мощности; - имеют место резкие изменения нагрузок в электрических сетях. Примечание - При функционировании некоторых образцов промышленного оборудования, таких как дуговые печи и мощные преобразователи, которые обычно питаются от отдельного фидера, часто создаются помехи, уровни которых превышают значения, соответствующие классу 3 (жесткая электромагнитная обстановка). В таких специальных случаях уровни электромагнитной совместимости должны быть согласованы. Класс электромагнитной обстановки для новых промышленных предприятий или при модернизации существующих предприятий не может быть определен заранее и должен учитывать характеристики применяемых ТС и технологических процессов. 5 Уровни электромагнитной совместимостиУровни электромагнитной совместимости для электромагнитной обстановки классов 1 и 3 приведены в таблицах 1 - 6. Для электромагнитной обстановки класса 2 применяются уровни электромагнитной совместимости, установленные в ГОСТ 13109, [2] для кондуктивных помех в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Их значения приведены в таблицах 1 - 6 для сравнения. ТВП должны быть разделены на категории в соответствии с уровнями электромагнитной совместимости. Для того чтобы обосновать выбор конкретных ТС, например, мотор-генераторов, батарей сетевых конденсаторов, фильтров, может потребоваться конкретное описание изменений напряжения на зажимах ТС. Технические комитеты, ответственные за разработку стандартов на группы однородной продукции, должны использовать уровни электромагнитной совместимости, приведенные в настоящем стандарте, при установлении уровней помехоустойчивости оборудования, подключенного к промышленным электрическим сетям, и допустимых уровней эмиссии помех, вносимых ТС в питающие сети. Указанные технические комитеты по стандартизации должны также принимать во внимание приведенные уровни электромагнитной совместимости при определении условий функционирования системы электропитания оборудования. Соответствие уровней электромагнитной совместимости в ТВП не обязательно подразумевает выполнение требований ограничения помехоэмиссии в ТОП. Этот факт должен учитываться при выборе применяемых ТС. Примечания 1 Для всех классов электромагнитной обстановки уровни электромагнитной совместимости применяются к напряжению сети. Уровни электромагнитной совместимости, соответствующие классу 1, применяются только к низковольтным сетям. При отсутствии конкретных уровней электромагнитной совместимости класса 2 для сетей среднего напряжения они принимаются теми же самыми, что и для низковольтных сетей. Для класса 3 приведенные уровни электромагнитной совместимости применяются для сетей низкого и среднего напряжения. 2 Примеры уровней помех в типичных системах электроснабжения промышленных предприятий приведены в приложении А. 3 Уровни электромагнитной совместимости класса 3 охватывают помехи различных видов в условиях промышленных предприятий. Для конкретных ТС можно ожидать, что только помехи некоторых видов будут иметь уровни, соответствующие классу 3. Так как ТС имеют различную восприимчивость к помехам разного вида, конкретное ТС может, по согласованию, подключаться к системам электроснабжения по классу 3 в зависимости от фактических уровней помех. 5.1 Колебания напряженияУровни электромагнитной совместимости для данного вида помех определяются колебаниями напряжения, вызванными изменениями нагрузки, а также включением и выключением элементов сети, таких как переключатели отводов трансформаторов, батарей конденсаторов и т.д. Предполагается, что значения длительностей изменений напряжения от 0,85 до 0,9Uном (Uном - номинальное напряжение электропитания) для класса 3 не превышают 60 с, для больших длительностей применяется диапазон от 0,9 до 1,1Uном. Примечание - Значения частоты повторения изменений напряжения не регламентируются, так как фликер для ТВП класса 3 электромагнитной обстановки не учитывается. Световое оборудование должно быть подключено к электрической сети, соответствующей классу 2. 5.2 Провалы напряжения и кратковременные перерывы питанияДля ТВП класса 1 электромагнитной обстановки предусматривается защита с помощью СБП. При их практическом применении могут однако иметь место провалы напряжения длительностью до половины периода (10 мс) и глубиной до 100 % Uном (перерывы питания). В отношении уровней электромагнитной совместимости ТВП класса 3 следует учитывать следующие факторы: - возможность применения уровней электромагнитной совместимости, установленных для ТОП предприятия. Однако следует помнить, что их значения могут существенно изменяться, например, в зависимости от вида системы электроснабжения предприятия (применения воздушных линий или кабелей, получения электропитания от подстанций высокого или среднего напряжения, наличия одиночных или дублированных фидеров); - наличие внутризаводского генератора, что может снизить опасность провалов напряжения и кратковременных перерывов питания; - возможность провалов напряжения и кратковременных перерывов питания в результате нарушений технологических процессов на предприятии. Например, значительное снижение напряжения может создаваться одновременным перезапуском нескольких асинхронных двигателей при нарушении технологического процесса; - повышенную опасность кратковременных перерывов питания для ТВП класса 3 электромагнитной обстановки на предприятиях, получающих электропитание только от одной линии. В качестве ориентировочных значений могут применяться уровни электромагнитной совместимости, установленные для систем электроснабжения общего назначения. 5.3 Несимметрия напряженийДля ТВП класса 3 электромагнитной обстановки установленный в настоящем стандарте предел напряжений составляющих обратной последовательности относится к значениям, усредненным за любой период наблюдения более 10 мин. Кроме того, мгновенные значения напряжений составляющих обратной последовательности не должны превышать 4 %. Примечания 1 Напряжения составляющих обратной последовательности вызывают появление нехарактерных гармоник на выходе преобразователей. 2 При отсутствии на предприятии значительных однофазных нагрузок могут применяться уровни электромагнитной совместимости, соответствующие классу 2 электромагнитной обстановки. 5.4 Изменения частоты питающего напряженияУровни электромагнитной совместимости для изменений частоты питающего напряжения применяют к промышленным предприятиям, подключенным к системам электроснабжения общего назначения. Примечание - В случае автономной системы электроснабжения возможны изменения частоты до 4 %. Фактические уровни электромагнитной совместимости должны устанавливаться в каждом конкретном случае. 5.5 Напряжения гармоник и интергармоникЗначения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения оценивают при рассмотрении гармоник напряжения от 2-го до 40-го порядка и также интергармоник (напряжений на частотах, не кратных основной частоте сети в виде составляющих на дискретных частотах или широкополосного спектра) в полосе частот от 0 до 2000 Гц. Ограничение величины коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения имеет цель предотвратить одновременное присутствие нескольких гармонических составляющих значительной амплитуды. Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, установленные в настоящем стандарте, не связаны с режимами работы конкретных ТС. Высокие значения напряжений интергармоник в ТВП класса 3 электромагнитной обстановки обусловлены, главным образом, применением некоторых видов преобразователей. Эти значения могут быть использованы как рекомендации и будут уточнены с учетом практического опыта. Примечания 1 Предельные значения гармоник, интергармоник и значений коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения относятся к установившимся режимам электропитания ТС. Для гармоник в переходных режимах допускается превышать приведенные значения в 1,5 раза при максимальной продолжительности до 10 % от любого периода наблюдений длительностью 2,5 мин. 2 Конденсаторы для коррекции коэффициента мощности должны подсоединяться к ТВП класса 3 электромагнитной обстановки через последовательные индуктивности. В тех случаях, когда проведенные измерения показывают, что резонансные эффекты отсутствуют и значения высших гармоник существенно меньше установленных для класса 3 электромагнитной обстановки, указанные индуктивности могут не применяться. 5.6 Отклонения напряженияУровни электромагнитной совместимости для данного вида помех определяются медленными изменениями установившегося напряжения из-за плавного изменения нагрузки в электрической сети. Таблица 1 - Уровни электромагнитной совместимости для колебаний напряжения, провалов напряжения, несимметрии напряжений, отклонений напряжения и изменений частоты
Таблица 2 - Уровни электромагнитной совместимости для искажений синусоидальности напряжения электропитания
Таблица 3 - Уровни электромагнитной совместимости для напряжений нечетных гармонических составляющих (исключая кратные 3)
Таблица 4 - Уровни электромагнитной совместимости для напряжений нечетных гармонических составляющих, кратных 3
Таблица 5 - Уровни электромагнитной совместимости для напряжений четных гармонических составляющих
Таблица 6 - Уровни электромагнитной совместимости для напряжений интергармоник
ПРИЛОЖЕНИЕ А(справочное) Примеры ожидаемых уровней помех в типичных системах электроснабжения промышленных предприятийВ настоящем приложении приведены результаты вычислений уровней помех в ТВП некоторых типичных систем электроснабжения промышленных предприятий. Рассмотрены: - система электроснабжения предприятия с металлопрокатными станами (рисунок А.1, таблица А.1); - система электроснабжения предприятия бумажной промышленности (рисунок А.2, таблица А.1); - система электроснабжения предприятия с общим производственным циклом (рисунок А.3, таблица А.2). Следует отметить, что для некоторых ТВП, а именно, питающих мощные преобразователи, уровни помех могут значительно превышать значения, установленные для систем электроснабжения общего назначения. Это относится в особенности к уровням гармоник высшего порядка (11-я гармоника в данном случае приведена в качестве примера), значениям коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения и уровням колебаний напряжения. Приведенные результаты не являются общими уровнями помех, так как вклад, вносимый помехами, существующими в системах электроснабжения общего назначения, не учитывается. Таблица А.1 - Уровни помех в системах электроснабжения предприятий с металлопрокатными станами и бумажной промышленности
Таблица А.2 - Уровни напряжений помех в сетях предприятия с общим производственным циклом
Рисунок А.1 - Пример системы электроснабжения предприятия с металлопрокатными станамиРисунок А.2 - Пример системы электроснабжения предприятия бумажной промышленностиПримечание - L1 = 250 кВ×А, С1 = 50 кВ×А, M1 = 500 кВ×А, С2 = 300 кВ×А, М2 = 300 кВ×А, С3 - С10 = 8´300 кВ×А Рисунок А.3 - Пример системы электроснабжения предприятия с общим производственным цикломПРИЛОЖЕНИЕ Б(справочное) Библиография[1] РД 50-713-92 (МЭК 1000-2-1) Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Виды низкочастотных кондуктивных помех и сигналов, передаваемых по силовым линиям, в системах электроснабжения общего назначения [2] РД 50-714-92 (МЭК 1000-2-2) Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости в низковольтных системах электроснабжения общего назначения в части низкочастотных кондуктивных помех и сигналов, передаваемых по силовым линиям
Ключевые слова: электромагнитная совместимость; уровни электромагнитной совместимости; системы электроснабжения промышленных предприятий; низкочастотные кондуктивные помехи; точки общего и внутрипроизводственного присоединения; классы электромагнитной обстановки
|