无人值班变电所抗干扰措施

1、无人值班变电所抗干扰措施摘要：随着电力系统自动化程度的不断提高，“无人值班变电所”已成为变电所运行管理的发展方向。但其运行可靠性受多方面的影响，其中内外界干扰引起功能差错是一重要方面。该文对无人值班变电所干扰的来源、传播途径及危害进行了分析，并从抑制干扰源、切断传播途径和提高设备本身抗干扰能力三个方面就如何解决好无人值班变电所抗干扰问题提出了具体的措施。关键词：无人值班变电所，电磁干扰，电力系统自动化 随着科学技术的进步和电力体制改革的不断深化，信息技术在电力系统中的应用越来越广，使得电力系统的自动化程度越来越高，“无人值班变电所”已成为变电所一种重要的运行管理模式，并是今后变电所运行管理的发

2、展方向。 何为“无人值班变电所”，是指在当地无固定值班人员进行日常监视和操作的变电所，过去由人进行的监视和操作已全部由计算机系统来代替完成。为了保证无人值班变电所安全可靠运行，这就要求安装于变电所现场的微机保护和监控系统必须长期无故障运行。但是，它受到来自两方面的困扰，一是设备元器件的损坏，二是内外界干扰引起的功能差错。要提高无人值班变电所运行的可靠性，必须科学地解决好这两方面的问题。下面就如何解决好无人值班变电所抗干扰问题作一简单论述。1、干扰的来源 所谓干扰，就是指除有用信号外还有可能对监视和操作装置的正常工作造成不利影响的无用且不规则变化的信号。为了研究方便，将其分为内部干扰和外部干扰两

3、类。内部干扰是由设备内部产生的，包括“热噪声”、“散粒噪声”、“接触噪声”以及内部电路之间的相互干扰等。而外部干扰是指外来干扰，如来自自然界的宇宙射线、雷电、大气电离等自然现象的干扰；来自其它设备的干扰，包括电火花放电干扰、工频干扰、浪涌干扰、电磁干扰等。2、干扰的危害 微机保护和监控装置既有数字部件，又有模拟部件，而干扰对数字部件和模拟部件所造成的后果是不同的。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转，在没有完善闭锁措施时将会导致误动作；数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送错误，从而导致装置运行故障或功能故障。由此可见，干扰轻则造成数据传送错误，重则造成保护拒动或误动，都会严重影响电力系

4、统供电的可靠性。3、干扰的防范措施 干扰是由干扰源、传播途径和敏感元件三部分构成的，通常称为干扰的三要素，可见，为了解决无人值班变电所自动化系统的干扰问题，我们必须从这三处入手。3.1抑制干扰源 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt，di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。 减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的 di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。 抑制干扰源可通过下列方法实现：（1）继电器线圈增加续流二极管和稳压二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的

5、断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。（2）在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是rc串联电路，电阻一般选几k 到几十k，电容选0.01uf），减小电火花影响。 （3）电路板上每个ic要并接一个0.01f0.1f高频电容，以减小ic对电源的影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。 （4）布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。 （5）可控硅两端并接rc抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能 会把可控硅击穿的）。3.2切断传播途径 干扰源对变电所自动化系统的干扰主要通过以下路径实现： 由上

6、图可见，干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过电源线路、接地线和信号线传播到达敏感器件的造成的干扰。 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。切断干扰传播路径的常用措施有：（1）隔离。防止干扰危及保护装置的隔离对策主要包括以下几个方面：1）交流电压、电流、功率等交流信号经变送器转换为直流量送入微机；2）交流量均经小型中间电压互感器和电流互感器隔离，使交流“地”与直流“地”隔离；3）所有开关量的输入和输出（包括跳闸出口、需监视的信号等）触点和数字量输出（如打印机接口）等，都应采用光电隔离，其原理图如图2所示。（2）屏蔽。把干扰源、载扰线路、易受干扰的设备或线路

7、，用金属板或金属网包围起来，以降低辐射干扰的传播。机壳用铁质材料做成，以实现对电场和磁场的屏蔽，在电场很强的场合，应在铁壳内加装铜网衬里。线路屏蔽多采用铜丝编织的屏蔽层或金属管，并作良好的接地。（3）滤波。滤波的作用是滤去电磁波中的干扰部分。开关电源由于内部元件布置得比较紧密，电源和输出导线之间距离较近，接地线又较长，因此防御外来干扰的能力较差，高频时尤为明显。必须在电源入口处增设电源滤波器来防止电源干扰的侵入，滤波器的接地点应以最短距离可靠接地，所有电源线必须经过滤波器才能进入设备内部。（4）接地。用低阻抗的导体将设备、电路或系统与大地牢固地连接，为高频干扰电压造成低阻抗通路，从而防止干扰的

8、藕合和传播。用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，为了避免信号地线形成回路造成磁场干扰，必须采用一点接地方式，a/d、d/a芯片布线也以此为原则。3.3 提高设备本身抗干扰能力 提高设备本身的抗干扰性能是指使设备尽量减少对干扰噪声的拾取，以及从不正常状态尽快恢复的方法，通常分为硬件抗干扰和软件抗干扰。硬件抗干扰是指提高敏感器件的抗干扰性能，常用措施有：（1）布线时，尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声；电源线和地线要尽量粗，除减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。（2）单片机闲置的i/o口，不要悬空，要接地或接电源，其它ic的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。（3）对单片机

9、使用电源监控，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。（4）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。（5）ic器件尽量直接焊在电路板上，少用ic座。（6）严格元器件的选择，尽量使用优质产品，加强元器件的防护。软件抗干扰是指在软件设计中采取针对性措施，防止窜入微机保护和控制装置内部的干扰信号。（1）数据采集多通道和运算结果复算核对。由于干扰，可能造成采样输入数据错误和软件运算出错，因此必须采取数据多通道采集和程序运算结果复算，经比较一致，结果数据方可采用。（2）程序出轨的自恢复。对于越过外部防线入侵到微机系统内部的干扰，可能导致程序运行出轨。可以采用看门狗watchdog技术，如果因干扰引起系统出错和程序出轨，内部定时器将会产生计时溢出脉冲，使系统自动复位，重新装入应用程序。（3）装置故障自动检测技术。装置的元器件损坏可能导致保护装置拒动或误动，也可能导致监控装置传输误码，因此要求装置自动检测，及时准确地查出损坏元件的部位及相应的信息，并发出报警。（4）加强对保护和监控装置出口回路的监视和闭锁。在保护出口前，可以利用几个并行接口的不同位置，使c