[行业技术文章]变电所综合自动化系统抗电磁干扰的措施

1　前言

变电所综合自动化系统是自动化技术、计较机技术和通讯技术等高科技在变电所领域的综合运用。近年来，变电所综合自动化技术获得了迅速的成长，并获得了普遍的运用。可是，变电所综合自动化系统内部各个子系统都为低电平的弱电系统，它们所工作的情况是电磁干扰极为严重的强电场所，很轻易遭到这些电磁的干扰而不能正常工作，给电力系统的平安经济运行带来很是严重的后果。所以，提高自动化系统的抗电磁干扰能力，有着很是重要的意义。

2　变电所内电磁干扰来历、传输途径和旌旗灯号模式

2.1　电磁干扰的来历

今朝，电力系统的电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两个方面：外部干扰包括了高压开关操作、雷电、短路故障、电晕放电、高电压年夜电流的电缆和装备向四周辐射电磁波、高频载波、对讲机等辐射干扰源，及四周电台、通讯等发生的电磁干扰、静电放电等。内部干扰是由自动化系统的结构、元件安插和生产工艺等决议的。主要有杂散电感、电容引发的分歧旌旗灯号感应，长线传输酿成的波反射、寄生振荡和尖峰旌旗灯号引发的干扰等。可是，非论是内部仍是外部干扰，它们都具有不异的物理特征，所以消除和抑制的措施基本是不异的。

2.2电磁干扰的传输途径电磁干扰按传输途径

可分为两年夜类：传导干扰和辐射干扰。传导干扰是经由过程干扰源和被干扰装备之间的公共阻抗进行传布的，辐射干扰是经由过程电磁波进行传布的。两者之间会相互转换，辐射干扰经过导线可转换成传导干扰，传导干扰又可经由过程导线形成辐射干扰。

2.3电磁干扰的旌旗灯号模式

电磁干扰旌旗灯号按其泛起的方式，可分成两种模式：差模干扰和共模干扰。以串联的方式泛起在旌旗灯号源回路之中的干扰旌旗灯号称为差模干扰，主要是由长线路传输的互感耦合而至。而共模干扰则是由网络对地电位发生变化而引发的干扰，共模干扰有时也称为对地干扰，它是造成自动化装配不能正常工作的主要缘由。

3变电所内的电磁兼容

变电所内电磁兼容的意义是：电气、电子装备或系统能够在划定的电磁情况下不因电磁干扰而下降工作性能，它们自己所发射的电磁能不影响其它装备的正常工作，从而到达互不干扰，在配合的电磁情况下一起执行各自功能的共存状态。变电所综合自动化系统以微机、集成电路和电子元件为主要部件，属于电磁敏感装备，假设具有秀的电磁兼容性能，对保证自动化系统的平安、靠得住运行有着十分重要的意义。解决其电磁兼容的途径，主要应当从提高抗电磁干扰的能力进手。

4变电所抗电磁干扰的措施

干扰对变电所综合自动化系统在线运行的影响是严重的，若不接纳有用的措施，将发生严重的后果。消除或抑制电磁干扰可针对电磁干扰的三要素来进行。电磁干扰三要素：干扰源、传布途径和电磁敏感装备。我们可在系统的硬件和软件方面接纳一些需要的措施，以期消除或抑制电磁干扰。下面就硬件方面谈谈变电所综合自动化系统的抗电磁干扰措施。

4.1隔离和屏障

变电所的微机监控系统、微机庇护装配和其它自动化装配所收集的模拟，年夜大都来自一次系统的电压互感器和电流互感器，它们均处于强电回路中，不能直接输进到综合自动化系统，必需经过设置在自动化系统各类交流回路中的隔离变压器。这些隔离变压器一次、二次中心必需有隔离层和屏障层，而且屏障层必需平安接地，这样可起电场屏障作用，避免高频旌旗灯号经由过程散布电容进进自动化系统的响应部件。

变电所综合自动化系统开关的输进，主要是断路器、隔脱离关的辅助触点等。开关的输出，年夜大都也是对断路器、隔脱离关的控制。这些断路器和隔脱离关都处于强电回路中，假设与自动化系统直接相连，必然会引发强的电磁干扰。是以要经由过程光耦合隔离或继电器隔离，这样会取得比力好的效果。开关输进回路前及旌旗灯号变换部门应斟酌采用滤波，开关输进旌旗灯号送给CPU之前，必需进行隔离处置，可采用光电隔离，而且两级光电隔离的效果会比力好，在开关输进板的出口处和CPU板的进口处各设置一级光电隔离。开关输出回路也应当在前端接纳隔离措施，可经由过程光耦合或继电器进行隔离，而且两级隔离的效果比力好，在CPU板的出口处和开关输出板的进口处各设一级隔离。开关输出回路一般都用于控制现场的装备，要求实时性强，所以一般不能加滤波器。

二次回路布线时，应斟酌隔离，削减互感耦合，避免干扰由互感耦合侵进。控制电缆尽脱离高压母线，并尽削减平行布设长度。避雷器和避雷针的接地址、电容式电压互感器等都是高频暂态电流的进地址，控制电缆也应尽脱离它们，以便削减感应耦合。强、弱旌旗灯号的电缆不应使用统一根电缆，旌旗灯号电缆应尽避开电力电缆，尽增年夜与电力电缆的距离，并尽削减平行布设长度。

4.2　接地在变电所中，一次系统接地是以防雷和保证平安（系统中性点接地）为目的的，但它对二次回路的电磁兼容有重要的影响。假设接地合适，可以削减所内的高频瞬变电压幅值，非凡是削减电网中各点的瞬变电位差，减低了电网中的瞬变电位升高。这对二次装备的电磁兼容很有益处。例如：①避雷针、避雷器的接地址应采用两根以上的接地线和加密接地网络；②装备接地处要增加接地网络互连线；③装备接地线要接于地网导体交叉处。

二次系统的接地，从电磁兼容的角度来说，应做到：①多个电路共用接地线时，其阻抗应尽削减；②由多个电子器件组成的系统，各电子器件的工作接地应连在一起，经由过程一点与平安接地网相连；③工作接地网各点的电位应尽连结一致。

电磁干扰可能进进综合自动化系统弱电部门的主要途径是经由过程微机电源。由于电源与干扰源的联系比力慎密，同时电源线直接毗连至系统各部门，包括#$部门，是以来自电源的干扰很轻易引发死机。所以对微机电源的地线处置问题是很重要的。微机电源地线与机壳的毗连方式有一点毗连、多点毗连和不毗连三种。实践中，多采用微机电源地线和机壳不毗连，它的点是：由于干扰酿成的流过电源的浪涌电流可年夜年夜削减，从而增加了抗共模干扰的能力，可较着地提高系统的平安性和靠得住性。而错误谬误是：在电磁干扰下，对地电压降在微机电源和机壳之间浮动，假设微机系统中某一要害部门对机壳的耦合电容较年夜，则可能引发逻辑判定犯错。针对电源地线与机壳不毗连的错误谬误，我们可采用一些方式来尽削减微机电源地线对机壳的耦合：①尽削减地线长度，在答理的情况下加粗线径；②微机系统的印刷电路板四周都用电源线封锁起来；③印刷电路板上的要害部门不要走线太长，非凡是不要引至面板。

4.3　微机电源的抗干扰

微机电源回路是电磁干扰轻易进进的通道，所以在电磁兼容尺度中，对于统一实验品级，电源回路的实验电压比其它回路高一倍，例如采用3级实验品级的EFT实验，电源回路的实验电压为2kV，其它回路为1kV。由于这个缘由，所以电源回路必需采用比其它回路更多抗电磁干扰措施。对于微机电源的抗干扰，实践中，接纳以下措施都是很有用的：①在电源的输进侧安装电源滤波器，可以滤往交流电源输进的高频干扰和高次谐波。在加装滤波器时有两个问题需要注重：一是选用合适类型的滤波器，分歧类型的电源选择的滤波器也分歧，如线性稳压电源滤波器、开关电源滤波器等。二是必需在电源进线的前端放置滤波器，使滤波器之前的电源进线尽短，以尽避免电磁干扰经由过程这段进线窜进装配内对电路其它部门发生影响。在可能的情况下，可斟酌将滤波器直接安装在机箱上，让滤波器的金属外壳与机箱的金属外壳慎密接触；②在电源的输进侧安装隔离变压器，有隔离变压器的输出端直接向微机供电；③经由过程UPS电源向微机系统供电，可有用地抑制电网低频正常状态下的干扰。

5　竣事语

随着电力系统的不竭成长，电磁情况越来越恶劣，国内外对产物的电磁兼容测试要求会越来越严酷，选用严酷度品级会越来越高，所以不竭研究新方式、新型的抗电磁干扰材料、提高电子元件自身的抗电磁干扰能力，具有十分重要的意义。