水电站计算机监控系统的抗干扰措施（胡荣军）

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1、水电站计算机监控系统的抗干扰措施（胡荣军）　　摘要：随着电网改造的深入，各水电站的科技含量的升高，计算机监控系统在各区域得到普遍应用。众所周知水电站具有各种高电压、强电流设备，这些设备工作时会发出很强烈的电磁干扰，使计算机主机及输入、输出系统遇到各种各式各样的干扰。能否解决好抗干扰问题是计算机能否正常运行的关建问题之一。提高计算机监控系统的抗电磁干扰能力有着非常重要的意义。 　　关键词：干扰；计算机监控系统；不间断电源(UPS)；光电隔离 　　中图分类号：TM73文献标识码：B文章编号：1003-0867(XX)11-0040-02 1干扰的主要来源 　　从水电站计算机监控系统的工作现场来看

2、，监控系统干扰来源主要为三个方面：电源干扰、输入输出接口通道干扰以及电磁场干扰。干扰通常以脉冲形式进入计算机。 1.1电源干扰 　　因小水电站的厂用电源来自电网和发电机组的机端。随着工业生产的发展，一些大功率的设备在启停过程中对电网形成很大的干扰，产生电压相对较高的尖峰脉冲电压，叠加在交流正弦电压上，有时达1000V以上。这种尖峰脉冲对计算机的正常工作危害很大。据资料统计90%以上的计算机故障是由电源问题引起的。 1.2输入输出接口通道干扰 　　水电站计算机监控系统与电站设备的接入数量众多，相应的接口通道数量多。这些接口通道就成为干扰计算机监控系统的途径。信号、数据在传输过程中会出现延时、畸

3、变、衰减，这就属于一种干扰。另外，由于外界电磁场的影响，在输入输出接口通道的传输线路上会感应耦合干扰信号，严重时将使计算机无法工作。 1.3电磁干扰 　　电磁场干扰来自计算机监控系统外部和内部两个方面。在强电磁场环境下工作的计算机监控系统，其壳体、输入输出接口、通道都将感应电压，形成干扰源。另外系统内部，由于计算机采用大规模集成电路元件组成的，线路通常设计很密集，则这些元器件和线路之间电磁干扰就不能被忽略。 　　另外在水电站的干扰信号中，不能忽视的还有噪声、震动干扰。噪声与直流输出有一定关系，随直流输出的增大而增大。 2抗干扰能力的措施 2.1提高电源的抗干扰能力 　　为避免因电网电压不稳引

4、起对计算机的直接干扰，主要采用交流稳压器、低通滤波器用于滤除电源系统中的高次谐波，减少电源系统中的尖峰电压。隔离变压器在其一次和二次之间使用屏蔽隔离，减少它的分布电容，以提高共模抗干扰能力。通常就是我们所设的不间断电源UPS，它是将交流电压稳压器、低通滤波器、隔离变压器等组合在一起。在选择不间断电源UPS的容量时，应使得UPS的容量大于供电总容量的30%，供电时间大于2h。采用分散独立电源，利用多个独立电源供电，可以避免一个电源故障，而影响整个监控系统的工作。同时减少了各种干扰在电源系统上的耦合，这样大大提高了供电可靠性。 2.2提高输入输出接口通道的抗干扰能力 　　在开关量输入输出接口通道

5、上采用光电隔离元器件，可以隔离计算机内部与计算机外间的电气连接，有效地防止尖峰脉冲电压干扰和其它各种干扰，提高输入输出通道上的信噪比。再次，光电隔离器件的输入输出被密封在一块芯片中，它不受外界光线的干扰。 　　在开关量输出通道上采用返校技术。返校能提高控制输出的可靠，特别是对一些重要的断路器的控制，可避免拒动或误动。 　　在模拟量输入通道上采用滤波器，这是当干扰信号混入有效信号以后采取的补偿措施，同时也是拟制噪声的重要手段。 　　为防止磁场及连接线间的互相干扰，在输入输出接口的外部引线一律采用双线。使各个小环路的电磁感应干扰互相抵消，也是最经济方便的办法。 　　另外，利用RC阻容电路可以吸收

6、各元件中的触点动作时产生的电火花对计算机设备产生的干扰。 2.3提高抗电磁场干扰能力 　　消除或抑制电磁干扰可针对电磁干扰的三要素进行。可在系统中采取一些必要的措施加以消除，主要利用屏蔽、隔离技术，布线技术，以及接地技术。 　　屏蔽隔离：电磁场干扰是一种空间干扰，可以利用屏蔽技术。在水电站计算机监控系统屏蔽柜外部的连接电缆使用屏蔽电缆，防止电磁场对输入输出接口的干扰。对一些设备，可使用金属外壳加以屏蔽，而且屏蔽层必须安全接地，防止高频信号通过分布电容进入计算机监控系统的相应部件。 　　布线要求：在回路布线时，就考虑隔离，减少互感耦合，避免干扰由互感耦合侵入。在屏柜内部布线时，应尽量将交流电源

7、线、直流电源线、开关量、输入输出信号线与模拟量输入信号线、继电器等感性负载控制线分开，使各线路之间的电磁干扰降到最小。屏柜外部布线时，计算机监控系统的有关电缆应避开高层电缆、母线、动力电缆布置，强弱信号电缆不应使用同一根电缆。信号电缆尽可能避开电力电缆，尽量增大与电力电缆的距离，并尽量减少平行长度。 　　接地：在计算机监控系统屏柜与外部连接的屏蔽电缆的接地，通常要求一点接地。多个电路共用接地线时，其阻抗应尽量