综合自动化变电所的抗电磁干扰

综合自动化变电所的抗电磁干扰

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时间:2018-10-20

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1、综合自动化变电所的抗电磁干扰  变电所的一次、二次系统是一个不可分割的整体,他们既密切相关又相互影响。变电所综合自动化系统内部各个子系统都为弱电系统,它们工作的环境是电磁干扰非常严重的强电环境,一旦受到这些电磁的干扰,将不能正常工作,会给电力系统的安全、可靠运行带来严重的后果。另一方面,二次设备本身还会发射电磁波污染环境。因此,提高变电所自动化系统的抗电磁干扰能力有着至关重要的实际意义。  变电所的电磁干扰有外干扰和内干扰之分,外干扰包括雷电、短路故障、电晕放电、高压开关操作、风电感应、临近强电场感应、高

2、频载波等,一般外部干扰源是变电所综合自动化系统外部产生的,无法消除。内部干扰是由自动化系统内部结构、元件布置和生产工艺决定。但是,外部干扰往往是通过一、二次接线串入自动化系统内部,因此,可以通过屏蔽措施、减少强电路的感应耦合两个方面抑制干扰。  消除、抑制变电所综合自动化系统电磁干扰按三个重要措施进行:  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。  1.技术隔离措施  1.1模拟量的隔离  变电所的微机保护装置、微机监控装置以及其他自动化装置所采集的模拟量,大多来自电压互感器和

3、电流互感器。电压互感器和电流互感器均处于强电回路中,不能直接输入到综合自动化系统中,必须经过设置在自动化系统中各种交流回路的隔离变压器。这些隔离变压器一次、二次中间必须有隔离层、屏蔽层,而且屏蔽层必须安全接地,这样可起到电场屏蔽作用,防止高频信号通过分布电容进入自动化系统的响应部件。  1.2开关量输入、输出的隔离  变电所综合自动化系统开关量的输入,主要是断路器、隔离开关的辅助接点等。开关量的输出大多也是对断路器、隔离开关的控制。这些断路器和隔离开关都处于强电回路中,假如与自动化系统直接连接,必然引起很

4、强的电流干扰,所以要通过光电隔离和继电器隔离。开关量输入回路前及信号变换部分因考虑采用滤波,开关量输入信号送给CPU之前,必须进行隔离处理,可采用光电隔离,而且两级光电隔离的效果会比较好。在开关量的输入板的出口处和CPU板的入口处各设置一级光电隔离,开关量输出回路也应在前端采取光电隔离措施,可通过光耦合或继电器进行隔离,而且两级隔离效果较好,在开关量的输出板的入口和CPU板的出口处各设一级隔离。  1.3其他隔离措施  二次回路布线时,应考虑隔离,减少互感耦合,避免干扰由互感耦合侵入。强、弱信号电缆的隔离

5、,强、弱信号不应使用一根电缆,信号电缆应尽量避开电力电缆,尽量增大与电力电缆的距离,并尽量减少平行长度。二次布线时,应尽量避免个别回路的相互感应。印刷电路板上的布线要注意避免互感。  2.设备接地  接地是变电所一、二次设备安全措施之一,也是电磁兼容的重要措施,并且是变电所综合自动化系统抑制干扰的主要措施。  2.1一次系统接地  一次系统接地是以防雷、保证安全为主要目的,但它对二次系统的电磁兼容有重要的影响。如果接地合适,可以减少开关场内的瞬间电位升高,这对二次设备兼容很有好处。处理一次系统接地,应注意

6、对于引入瞬变大电流的地方映射多根接地线并加密接地网,以降低瞬变电流引起的地电位升高和接地网各电位差。  2.2二次系统接地  二次系统接地分为保护接地和工作接地两大类。  保护接地:保护接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时,遭受电击危险和保证设备安全。保护接地是将设备的外壳接地,以防电击或静电放电。保护接地的接地网,通常是一次系统的接地网,接地线应尽量短和可靠,以降低可能出现的瞬变过电压。  工作接地:工作接地是为了给设备或微机控制系统或保护装置一个电位基准,保证其可靠运行,防止地环流引起

7、干扰。接地线还可以作为各级电路之间信号传输的返回通道。  变电所综合自动系统的工作接地,如模拟地、信号地、屏蔽地等。  3.滤波  滤波是抑制自动化系统模拟量输入传导干扰的主要手段,模拟量输入通道受到的干扰有差模干扰和共模干扰两种。对于串入信号回路的差模干扰,采取滤波的方法可以有效的滤除。因此,各模拟量输入回路都需要先经过一个滤波器,以防止频率混迭。滤波器能很好地吸收差模浪涌。  如果差模干扰信号Unm的频率比被测信号Us的频率高,则采用低通滤波器来抑制高频差模干扰;如果Unm的频率比被测信号Us的频率低

8、,则采用高通滤波器;如果Unm的频率落在被测信号Us频率的两侧,则采用带通滤波器。  对抗电磁干扰滤波器的要求:在阻带范围内,要具有足够高的衰减量,将传导干扰电平降低到规定范围内;对传输的有用信号的损耗,应降低到较低程度;电源滤波器对电源工作电流的损耗应降低到较低程度。  滤波器的种类及作用如下:  电容滤波器:较简单的低通滤波器有旁路电容器,利用电容器的频率特性,使高频串模干扰旁路掉。在变电所综合自动化系统的交流输出回路中,

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