變電站綜合自動化抗電磁干擾的措施

1、變電站綜合自動化抗電磁干擾的措施摘 要 電磁干擾是指除有用信號外還可能對裝置的正常工作造成不利影響的內(nèi)外電磁信號。如果沒有對電磁干擾采取必要的措施，很可能造成嚴重的后果。包括數(shù)據(jù)傳送錯誤及保護拒動或誤動等。本文對電磁干擾產(chǎn)生的原因及可能造成的后果作了較深入的分析，并詳細提出了對電站綜合自動化抗電磁干擾的措施。關(guān)鍵詞 電磁干擾 兼容 濾波 措施引言我們都知道變電綜合自動化系統(tǒng)的可靠性是非常重要的，對直接影響變電綜合自動化系統(tǒng)的可靠性的電磁干擾必須采取必要的措施加以抑制和消除。主要的措施是對變電站的一次和二次系統(tǒng)的設(shè)計充分采用電磁兼容技術(shù)，提高系統(tǒng)整體的抗干擾水平。一、 變電站電磁干擾產(chǎn)生的原因變

2、電站內(nèi)的高壓設(shè)備的操作，低壓交流、直流回路內(nèi)的電氣設(shè)備操作，雷電引起的浪涌電壓，電氣設(shè)備周圍靜電場，電磁波輻射和輸電線路或設(shè)備短路故障所產(chǎn)生的瞬變過程等都會產(chǎn)生電磁干擾。這些電磁干擾進入自動化系統(tǒng)，都有可能引起系統(tǒng)的不正常工作，甚至損壞某些元器件。仔細分析電磁干擾產(chǎn)生的原因是采取正確的抗干擾措施的先決條件。電磁干擾源有外部和內(nèi)部兩方面。內(nèi)部干擾主要有雜散的電感、電容引起的不同信號感應(yīng)，長線傳輸造成的波的反射，多點接地造成的電位差干擾等。這些內(nèi)部干擾可以在設(shè)計和調(diào)試中使之盡量減少，而外部干擾主要有交流、直流回路開關(guān)操作、擾動性負荷、短路故障、大氣過電壓、靜電、無線電干擾和核電磁脈沖等。這些都是與

3、自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)無關(guān)，只能通過合理的措施加以克服。二、電磁干擾可能造成的后果1.對電源回路的干擾。變電站綜合自動化的工作電源有兩種，即交流電源和直流電源。交流電源取自站用變壓器，從站用變壓器到監(jiān)控主機的引線很長，而且在站用變壓器上還接有其他負荷。電網(wǎng)的沖擊和電壓、頻率的波動都將對電源回路產(chǎn)生干擾，并直接影響到綜合自動化系統(tǒng)。例如造成計算機工作不穩(wěn)定，甚至死機；造成自動化裝置誤發(fā)信，甚至誤操作等。微機保護等各子系統(tǒng)若采用直流電源，電網(wǎng)波動對其影響就要小的多。但無論采用交流還是直流電源供電，電源與干擾源之間的直接耦合通道都很多。2.對模擬量輸入通道的干擾。 如果有浪涌電壓從電壓互感器或電流互感器的

4、二次引線進入模擬量輸入通道，可能造成采樣數(shù)據(jù)錯誤，輕則影響采樣精度和計量的準確性，重則引起微機保護的誤動作，甚至還可能損壞元器件。1).對開關(guān)量的輸入輸出通道的干擾。變電站斷路器與隔離開關(guān)的輔助觸點均處在惡劣的強電磁干擾環(huán)境中，如果綜合自動化裝置采用集中式布置，則這些觸點需要通過很長引線至開關(guān)量輸入回路，這樣必然帶來了許多干擾信號，有時會造成斷路器與隔離開關(guān)的輔助觸點抖動，甚至造成分、合位置誤判斷。開關(guān)量的輸出通道同樣也會受到干擾。除了受外界引入的浪涌電壓干擾外，裝置本身上電過程也容易有干擾信號，嚴重時可能造成誤動。2).對CPU和數(shù)字電路的干擾。電磁干擾對CPU和數(shù)字電路的影響有多種形式。如

5、果CPU在傳送數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)線受到干擾，則可能造成數(shù)據(jù)錯誤，邏輯紊亂，引起微機保護裝置誤動或拒動，或引起死機；如果CPU在送地址信號時地址線受到干擾，則可能傳送錯誤的地址，導(dǎo)致取錯命令操作碼或數(shù)據(jù)，出現(xiàn)誤判斷或誤發(fā)命令，也可能因取到奇怪的操作碼而使CPU停止工作或進入死循環(huán)。隨機存儲器RAM是存放中間計算結(jié)果、輸入輸出數(shù)據(jù)和重要標志的地方，電磁干擾所引起的后果與數(shù)據(jù)線受到干擾相同。EPROM中存放程序和各種定值，如果因受到干擾而使程序或定值遭到破壞，將直接導(dǎo)致自動裝置無法工作。以上分析表明，變電站綜合自動化系統(tǒng)的任何一部分受到電磁干擾，都會引起局部或整體工作不正常，嚴重還可能使系統(tǒng)癱瘓。因此，

6、必須采取合理的抗干擾措施。三、電站綜合自動化抗電磁干擾的措施電磁信號無處不在，能通過各種途徑影響變電站一、二次設(shè)備，所以在整體設(shè)計時要按規(guī)定的電磁兼容標準進行設(shè)計。所謂電磁兼容，是指電氣或電子設(shè)備或系統(tǒng)能夠在規(guī)定的電磁環(huán)境下不因電磁干擾而降低工作性能，他們本身所發(fā)射的電磁能量不影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作，從而達到互不干擾，在共同的電磁環(huán)境下執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。抗干擾應(yīng)針對電磁干擾的三要素即干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備進行，可采取相應(yīng)的技術(shù)措施，消除或抑制干擾源；切斷電磁耦合途徑；降低裝置本身對電磁干擾的敏感度等。（一）抑制干擾源外部干擾源是變電站綜合自動化系統(tǒng)以外產(chǎn)生的，無法消除，但這

7、些干擾往往是通過連接導(dǎo)線由端子串入自動化系統(tǒng)的，因此可以從以下兩方面抑制外部干擾源。 （1）屏蔽 變電站綜合自動化系統(tǒng)的機柜和機箱采用鐵質(zhì)材料，以實現(xiàn)對磁場和電場的屏蔽。 機柜或機箱的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。當高頻干擾到達端子時通過電容對地短接，避免進入自動化系統(tǒng)內(nèi)部。 綜合自動化系統(tǒng)中的各類中間互感器的一、二次繞組之間加屏蔽層，防止高頻干擾信號通過分布電容進入自動化系統(tǒng)。 自動化系統(tǒng)與一次設(shè)備的連接采用帶有金屬外皮的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地，對電場耦合和磁場的耦合都有顯著的削弱作用。 （2）減少強電回路的感應(yīng)耦合為了減少變電站的一次設(shè)備對自動化系統(tǒng)的感應(yīng)耦

8、合，采取以下方法： 高壓母線是強烈的干擾源，因此增加控制電纜和高壓母線之間的距離并盡可能減少平行長度，是減少電磁耦合的有力措施。 電流互感器引出的ABC三相線和中性線應(yīng)在同一電纜內(nèi)，避免出現(xiàn)環(huán)路。 電流和電壓互感器的二次回路電纜從高壓設(shè)備引至自動裝置安裝處時，應(yīng)盡可能接近接地體，減少進入這些回路的高頻瞬變漏磁通。（二）接地接地是變電站一次、二次設(shè)備電磁兼容的重要措施之一，也是變電站綜合自動化系統(tǒng)抑制干擾的主要方法。 一次系統(tǒng)接地。一次系統(tǒng)接地對二次回路電磁兼容有重要影響。處理一次系統(tǒng)接地時，對于引入瞬變大電流的地方設(shè)多根接地線并密接地網(wǎng)，以降低地電位升高和地網(wǎng)各點電位差。例如，將設(shè)備接地線接于

9、地網(wǎng)導(dǎo)體交叉處；在設(shè)備接地處增加接地網(wǎng)互聯(lián)線；在避雷裝置接地點采用兩根以上接地線和加密接地網(wǎng)絡(luò)。 二次系統(tǒng)接地。二次系統(tǒng)接地分為安全接地和工作接地。安全接地是將設(shè)備的外殼接地，防電擊或靜電放電。安全接地網(wǎng)通常就是一次設(shè)備的接地網(wǎng)。接地線盡量短和可靠，以降低可能出現(xiàn)的過瞬變電壓。工作接地是給電子設(shè)備或微機裝置的一基準電位，對工作接地的要求有：工作接地網(wǎng)各點電位一致；多個回路公用接地時其阻抗盡量??；多個電子器件工作接地和系統(tǒng)接地應(yīng)連在一起，通過一點與安全接地網(wǎng)相連。（三）隔離通常采用中間變壓器隔離、光電耦合隔離、繼電器觸點隔離和其他如強弱信號不在同一電纜；信號電纜盡可能避開電力電纜，盡量減少其平行長度。（四）濾波濾波是抑制變電站綜合自動化系統(tǒng)模擬量輸入通道傳導(dǎo)干擾的手段之一。常用的濾波器有以下幾種。1.電容濾波器。2.電感濾波器。3.RC濾波器。我們通常采用RC濾波器。（五）電源的抗干擾措施電源的抗干擾措施：安裝隔離變壓器；采用電源濾波器；采用不間斷電源USP；采用氧化鋅壓敏電阻。我們通常采用不間斷電源USP向微機供電，可以有效的抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾。當供電電源突然掉電時，USP還可以直接向微機供電，從而保證了計算機的安全連續(xù)運行。四、變電站綜合自動化抗電磁干擾的意義變電站采取各種抗電磁干擾措施是提高其綜