变电站综合自动化抗电磁干扰的措施

1变电站综合自动化抗电磁干扰的措施摘要电磁干扰是指除有用信号外还可能对装置的正常工作造成不利影响的内外电磁信号。如果没有对电磁干扰采取必要的措施，很可能造成严重的后果。包括数据传送错误及保护拒动或误动等。本文对电磁干扰产生的原因及可能造成的后果作了较深入的分析，并详细提出了对电站综合自动化抗电磁干扰的措施。关键词电磁干扰兼容滤波措施引言我们都知道变电综合自动化系统的可靠性是非常重要的，对直接影响变电综合自动化系统的可靠性的电磁干扰必须采取必要的措施加以抑制和消除。主要的措施是对变电站的一次和二次系统的设计充分采用电磁兼容技术，提高系统整体的抗干扰水平。一、变电站电磁干扰产生的原因变电站内的高压设备的操作，低压交流、直流回路内的电气设备操作，雷电引起的浪涌电压，电气设备周围静电场，电磁波辐射和输电线路或设备短路故障所产生的瞬变过程等都会产生电磁干扰。这些电磁干扰进入自动化系统，都有可能引起系统的不正常工作，甚至损坏某些元器件。仔细分析电磁干扰产生的原因是采取正确的抗干扰措施的先决条件。电磁干扰源有外部和内部两方面。内部干扰主要有杂散的电感、电容引起的不同信号感应，长线传输造成的波的反射，多点接地造成的电位差干扰等。这些内部干扰可以在设计和调试中使之尽量减少，而外部干扰主要有交流、直流回路开关操作、扰动性负荷、短路故障、大气过电压、静电、无线电干扰和核电磁脉冲等。这些都是与自动化系统的结构无关，只能通过合理的措施加以克服。二、电磁干扰可能造成的后果1.对电源回路的干扰。变电站综合自动化的工作电源有两种，即交流电源和直流电源。交流电源取自站用变压器，从站用变压器到监控主机的引线很长，而且在站用变压器上还接有其他负荷。电网的冲击和电压、频率的波动都将对电源回路产生干扰，并直接影响到综合自动化系统。例如造成计算机工作不稳定，甚至死机；造成自动化装置误发信，甚至误操作等。微机保护等各子系统若采用直流电源，电网波动对其影响就要小的多。但无论采用交流还是直流电源供电，电源与干扰源之间的直接耦合通道都很多。2.对模拟量输入通道的干扰。如果有浪涌电压从电压互感器或电流互感器的二次引线进入模拟量输入通道，可能造成采样数据错误，轻则影响采样精度和计量的准确性，重则引起微机2保护的误动作，甚至还可能损坏元器件。1).对开关量的输入输出通道的干扰。变电站断路器与隔离开关的辅助触点均处在恶劣的强电磁干扰环境中，如果综合自动化装置采用集中式布置，则这些触点需要通过很长引线至开关量输入回路，这样必然带来了许多干扰信号，有时会造成断路器与隔离开关的辅助触点抖动，甚至造成分、合位置误判断。开关量的输出通道同样也会受到干扰。除了受外界引入的浪涌电压干扰外，装置本身上电过程也容易有干扰信号，严重时可能造成误动。2).对CPU和数字电路的干扰。电磁干扰对CPU和数字电路的影响有多种形式。如果CPU在传送数据过程中数据线受到干扰，则可能造成数据错误，逻辑紊乱，引起微机保护装置误动或拒动，或引起死机；如果CPU在送地址信号时地址线受到干扰，则可能传送错误的地址，导致取错命令操作码或数据，出现误判断或误发命令，也可能因取到奇怪的操作码而使CPU停止工作或进入死循环。随机存储器RAM是存放中间计算结果、输入输出数据和重要标志的地方，电磁干扰所引起的后果与数据线受到干扰相同。EPROM中存放程序和各种定值，如果因受到干扰而使程序或定值遭到破坏，将直接导致自动装置无法工作。以上分析表明，变电站综合自动化系统的任何一部分受到电磁干扰，都会引起局部或整体工作不正常，严重还可能使系统瘫痪。因此，必须采取合理的抗干扰措施。三、电站综合自动化抗电磁干扰的措施电磁信号无处不在，能通过各种途径影响变电站一、二次设备，所以在整体设计时要按规定的电磁兼容标准进行设计。所谓电磁兼容，是指电气或电子设备或系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能，他们本身所发射的电磁能量不影响其他设备或系统的正常工作，从而达到互不干扰，在共同的电磁环境下执行各自功能的共存状态。抗干扰应针对电磁干扰的三要素即干扰源、传播途径和电磁敏感设备进行，可采取相应的技术措施，消除或抑制干扰源；切断电磁耦合途径；降低装置本身对电磁干扰的敏感度等。（一）抑制干扰源外部干扰源是变电站综合自动化系统以外产生的，无法消除，但这些干扰往往是通过连接导线由端子串入自动化系统的，因此可以从以下两方面抑制外部干扰源。（1）屏蔽变电站综合自动化系统的机柜和机箱采用铁质材料，以实现对磁场和电场的屏蔽。机柜或机箱的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰。当高频干扰到达端子时通过电容对地短接，避免进入自动化系统内部。综合自动化系统中的各类中间互感器的一、二次绕组之间加屏蔽层，防止高频干扰信号通过分布电容进入自动化系统。自动化系统与一次设备的连接采用带有金属外皮的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地，对电场耦合和磁场的耦合都有显著的削弱作用。（2）减少强电回路的感应耦合为了减少变电站的一次设备对自动化系统的感应耦合，采取以下方法：3高压母线是强烈的干扰源，因此增加控制电缆和高压母线之间的距离并尽可能减少平行长度，是减少电磁耦合的有力措施。电流互感器引出的ABC三相线和中性线应在同一电缆内，避免出现环路。电流和电压互感器的二次回路电缆从高压设备引至自动装置安装处时，应尽可能接近接地体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。（二）接地接地是变电站一次、二次设备电磁兼容的重要措施之一，也是变电站综合自动化系统抑制干扰的主要方法。一次系统接地。一次系统接地对二次回路电磁兼容有重要影响。处理一次系统接地时，对于引入瞬变大电流的地方设多根接地线并密接地网，以降低地电位升高和地网各点电位差。例如，将设备接地线接于地网导体交叉处；在设备接地处增加接地网互联线；在避雷装置接地点采用两根以上接地线和加密接地网络。二次系统接地。二次系统接地分为安全接地和工作接地。安全接地是将设备的外壳接地，防电击或静电放电。安全接地网通常就是一次设备的接地网。接地线尽量短和可靠，以降低可能出现的过瞬变电压。工作接地是给电子设备或微机装置的一基准电位，对工作接地的要求有：工作接地网各点电位一致；多个回路公用接地时其阻抗尽量小；多个电子器件工作接地和系统接地应连在一起，通过一点与安全接地网相连。（三）隔离通常采用中间变压器隔离、光电耦合隔离、继电器触点隔离和其他如强弱信号不在同一电缆；信号电缆尽可能避开电力电缆，尽量减少其平行长度。（四）滤波滤波是抑制变电站综合自动化系统模拟量输入通道传导干扰的手段之一。常用的滤波器有以下几种。1.电容滤波器。2.电感滤波器。3.RC滤波器。我们通常采用RC滤波器。（五）电源的抗干扰措施电源的抗干扰措施：安装隔离变压器；采用电源滤波器；采用不间断电源USP；采用氧化锌压敏电阻。我们通常采用不间断电源USP向微机供电，可以有效的抑制电网低频常态干扰。当供电电源突然掉电时，USP还可以直接向微机供电，从而保证了计算机的安全连续运行。四、变电站综合自动化抗电磁干扰的意义变电站采取各种抗电磁干扰措施是提高其综合自动化系统运行可靠性的重要措施。我们充分采用电磁兼容技术，提高系统整体的抗干扰水平，来保证变电站综合自动化安全可靠运行，从而保证变电站运行的可靠性、安全性。本文旨在抛砖引玉，希望各位同仁能把自己工作中的经验拿出来共同分享，以完善我们的综合自动化抗电磁干扰技术。参考文献变电站综合自动化技术(中国电力出版社)