电气系统中噪声干扰及抑制办法

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1、电力系统中的噪声干扰及抑制方法(1)2008-11-2709:16:32  作者：史登祥  来源：农村电气化  【文章转载请注明出处】·　　噪声会使开关电路翻转和数字电路中误传数据或地址，造成逻辑紊乱或计算出错，引起保护装置误动或拒动；有的还带来附加延时，严重时还会将元器件损坏。通过对噪声的来源及其危害的具体分析，有针对性地提出了相应的抑制措施。关键字：噪声干扰[1篇]电力系统[127篇]浪涌保护器[4篇]　　电力系统中的信号，对继电保护和自动装置而言，可分为有用信号和非有用信号。通常50Hz（工频或基波）、100Hz、150Hz和行波等信号属有用信号，其它各种噪声都属

2、非有用信号，俗称噪声干扰。通常，噪声的频率高、幅度大、持续时间短，比较容易通过各种途径侵入装置。噪声干扰可导致计算机程序出格和计算错误，进而会造成保护的误动或拒动，甚至烧坏元器件，正因为如此，对噪声干扰所造成的影响，以及抑制措施，进行有针对性的分析很有必要。　　　　1噪声的分类　　　　从电磁干扰模式看，噪声可分为差模噪声和共模噪声两类，如图1所示。　　　　图1信号线上的几种噪声　　　　1.1差模噪声　　　　又称线间感应噪声、串模噪声或常模噪声。在图1（a）中，噪声侵入往返在两导线之间，N为噪声源，UN为噪声电压，IN、IS分别为噪声电流和有用信号。差模噪声可能是由于平行

3、线路间互感的影响、分布电容的相互干扰及工频干扰等原因造成的，这种噪声可采用低通滤波器来抑制，但低频差模干扰却不易被滤波器吸收。　　　　1.2共模噪声　　　　又称对地感应噪声、纵向噪声或不对称噪声。见图1（b），IN在两条线上流过一部分，以地为公共回路，IS只在往返两条线路中流过，这种噪声是由网络对地电位发生变化而引起的干扰，是造成微机保护、自动装置不正常工作的重要原因。　　　　此外，通过图1（c）所示，若导线对地阻抗Z1=Z2，则UN1=UN2，从而IN1=IN2，即此时噪声电流不流过负载ZL，这种噪声就是共模噪声；通常Z1≠Z2，则UN1≠UN2，IN1≠IN2，出现

4、UN1-UN2=UN，IN=UN/ZL，这种噪声就是差模噪声。可见，如发现差模噪声，则首先要考虑导线的阻抗是否平衡。阻抗不平衡对信号的不良影响，与其不平衡程度成比例。　　　　2噪声干扰的来源及危害　　　　电力系统中噪声干扰的来源，大都是操作引起的噪声干扰、耦合引起的噪声干扰、地磁引起的噪声干扰、直流和厂（站）用电系统操作引起的干扰、大规模集成电路工作时引起的噪声干扰等等。　　　　2.1操作引起的噪声干扰　　　　当发生高压线路或高压母线空载投入或切断、补偿电容器投切、电容式电压互感器投切、电力系统跳闸等情况时，均可引起瞬时过电压（浪涌）和高频振荡。浪涌电压和高频振荡电流的

5、噪声可达相当大的数值，通过电磁感应、静电感应和公共电路的耦合窜入二次回路，造成对装置的干扰。　　　　运行实践表明，高压瞬变电压的频带为5kHz～10MHz，振荡周期在50μs以内，重复率为1～100次/s、尖峰电压为200～3000V、衰减时间达数秒，严重地威胁了继电保护的正常工作。　　　　2.2耦合引起的噪声干扰　　　　不同耦合方式产生不同耦合噪声，即电磁耦合、静电耦合和公共阻抗耦合，将产生不同的噪声干扰。　　　　电磁耦合产生的干扰是电容式电压互感器（CVT）投人时，通过电磁感应在二次回路中所引起的噪声。如图2（a）所示，变压器绕组和断路器带电部分的分布电容，CVT的

6、分压电容C1、C2，高压线路电感、引线电感及接地网的电阻、电感等形成高频振荡回路。该回路所产生的高频振荡电流，流过接地网和两端都接地的中性线。如果CVT的二次引线与接地网、高压线路平行，则电磁耦合将在二次回路内产生很高的电压，此电压施加在继电保护装置的机壳，将产生高达数千伏的共模噪声。由于电压回路的控制电缆芯间对地阻抗往往不相等，因而在电压二次回路各相间可引起很大的差模噪声。　　　　结合CVT具体安装情况，进一步说明电磁耦合的另一途径。如图2（b）所示，若CVT安装底座对地高2m，高压侧接地线一般垂直进入电缆沟。当CVT投入或进行其它操作时，流过CVT高压侧接地线的高频

7、振荡电流，将在接入装置的二次控制电缆中感应噪声电压。　　　　图2电容式电压互感器引起的干扰　　　　静电耦合产生的干扰，是控制电缆处在发电机母线、电力变压器、高压线路和高压设备带电部分的强大电场时，控制电缆、带电体与大地间存在分布电容，通过静电耦合或电容耦合，在二次控制电缆内产生差模噪声，差模电压是由于两电缆芯对干扰源或大地的电容不相等所引起的。　　公共阻抗耦合产生的干扰是电容式电压互感器（CVT）投入时，所产生的暂态电流流过图2（b）所示的接地线，如将接地线分布电阻和电感用集中参数表示，图中未画出，暂态电流在集中阻抗上引起压降，使CVT二