1、第六章 變電站綜合自動化系統(tǒng)可靠性問題6-1、 變電站電磁干擾產(chǎn)生的原因及后果一、電磁干擾源1、電磁干擾源: 外部干擾 內(nèi)部干擾外部干擾主要有-交(直)流回路開關(guān)操作、擾動性負(fù)荷、短路故障、大氣過電壓(雷電)、靜電、無線電干擾等。 內(nèi)部干擾-自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、元件布置和生產(chǎn)工藝等決定，主要有雜散電感、電容引起的不同信號感應(yīng)，寄生振蕩和尖峰信號引起的干擾。 繼電器或接觸器的觸點(diǎn)斷開電感元件產(chǎn)生暫態(tài)瞬變電壓，多點(diǎn)接地造成的電位差干擾等。2、電磁干擾源信號源的種類及特點(diǎn)： 1）浪涌干擾 特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長、脈沖上升時(shí)間慢、能 量大、但幅值低。 2)快速瞬變干擾 特點(diǎn)是電壓上升時(shí)間快、持續(xù)時(shí)間短、重復(fù)高，

2、相當(dāng)于一連串脈沖群。脈沖電壓幅值一般為27kV，頻率可達(dá)數(shù)兆赫，脈沖群的持續(xù)時(shí)間為數(shù)十毫秒 3)阻尼振蕩波。 特性是一連串?dāng)嗬m(xù)出現(xiàn)的阻尼振蕩波，上升時(shí)間快、重復(fù)率高、持續(xù)時(shí)間長，振蕩頻率從100kHz至數(shù)兆赫。 4)衰減振蕩波。 特點(diǎn)是上升時(shí)間為o.5us，頻率為100kHz的衰減振蕩波，常出現(xiàn)于低壓供電網(wǎng)及控制信號回路中。 5）場的干擾 -工頻磁場。正常運(yùn)行情況下的穩(wěn)態(tài)磁場工頻磁場。正常運(yùn)行情況下的穩(wěn)態(tài)磁場和短路事故時(shí)的暫態(tài)磁場。前者數(shù)值較小，和短路事故時(shí)的暫態(tài)磁場。前者數(shù)值較小，后者數(shù)值較大，但持續(xù)時(shí)間短。后者數(shù)值較大，但持續(xù)時(shí)間短。 -脈沖磁場。脈沖磁場由雷電、短路事故脈沖磁場。脈沖磁場

3、由雷電、短路事故和斷路器操作產(chǎn)生，磁場強(qiáng)度為數(shù)百安每和斷路器操作產(chǎn)生，磁場強(qiáng)度為數(shù)百安每米至上千安每米。米至上千安每米。 -阻尼振蕩磁場。在高、中壓變電站中，操作隔離開關(guān)時(shí)將產(chǎn)生阻尼振蕩瞬變過程，也產(chǎn)生相應(yīng)的磁場。磁場強(qiáng)度由101OOAm，振蕩頻率從100千赫到數(shù)兆赫。 -輻射電磁場。無 線電臺、電視臺、移動式無線電通信設(shè)備及各種工業(yè)電磁輻射源。 3、干擾對電路的作用、干擾對電路的作用 干擾對電路的作用又分為差模干擾 和共模干擾。如圖11l所示。差模干擾是指串聯(lián)于信號源回路中的干擾，主要由長線路傳播的互感所致；共模干擾是由網(wǎng)絡(luò)對地電位變化所引起的干擾即對地干擾。共模干擾可以為直流，也可以為交流

4、是造成自動化裝置不能正常工作的主要原因。二、電磁干擾的耦合途徑 (1)電容性靜電耦合： (2)電磁感應(yīng)耦合： (3)共阻抗耦合。 (4)輻射耦合 三、電磁干擾可能造成的后果 1、對電源回路的干擾：變電站綜合自動化系統(tǒng)的工作電源有兩種，即交流電源和直流電源：監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)和通信管理機(jī)往往采用交流220V電源。微機(jī)保護(hù)等各子系統(tǒng)常采直流電源 對電源回路的干擾造成計(jì)算機(jī)工作不穩(wěn)定，甚至死機(jī)。 2、對模擬量輸入通道的干擾 3、對開關(guān)量輸入通道的干擾 4、對CPU和數(shù)字電路的干擾 (程序出格死機(jī)、保護(hù)誤動作） 5、通信中斷6-2、變電站抗電磁干擾的措施 電磁干擾信號能夠通過各種途徑以傳導(dǎo)或輻射的方式耦合至

5、變電站的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。 抗干擾應(yīng)針對電磁干擾的三要素即干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備進(jìn)行，可采取相應(yīng)的技術(shù)措施，消除或抑制干擾源；切斷電磁耦合途徑；降低裝置本身對電磁干擾的敏感度等措施。1、抑制干擾源 (1)屏蔽 、 1)變電站綜合自動化系統(tǒng)的機(jī)柜和機(jī)箱采用鐵質(zhì)材料，以實(shí)現(xiàn)對電場和磁場的屏蔽，在電場較強(qiáng)的場合，還可以考慮在鐵殼內(nèi)加裝銅襯里。 2)機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。由于干擾都是通過端子串人的，當(dāng)高頻干擾到達(dá)端子時(shí)通過電容對地短接，避免了進(jìn)入自動化系統(tǒng)內(nèi)部。 3)綜合自動化系統(tǒng)中的測量和微機(jī)保護(hù)或自控裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間

6、加設(shè)屏蔽層，這樣可起電場屏蔽作用，防止高頻干擾信號通過分布電容進(jìn)人自動化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。 4)自動化系統(tǒng)與一次設(shè)備的連接采用帶有金屬外皮(屏蔽層)的控制電纜，電纜的屏 蔽層兩端接地，對電場耦合和磁場耦合都有顯著的削弱作用，一般可將感應(yīng)電壓降低至不接地時(shí)的l以下。 。(2)減少強(qiáng)電回路的感應(yīng)耦合 1)高壓母線是強(qiáng)烈的干擾源，因此，增加控制電纜和高壓母線之間的距離并盡可能減少平行長度，是減少電磁耦合的有力措施。避雷器和避雷針的接地點(diǎn)、電容式電壓互感器、耦合電容器等是高頻暫態(tài)電流的人地點(diǎn)，控制電纜應(yīng)盡可能離開它們，以減少感應(yīng)耦合。 2)電流互感器引出的A、B、C三相線和中性線應(yīng)在同一根電纜內(nèi)，避免出

7、現(xiàn)環(huán)路。 3)電流和電壓互感器的二次交流回路電纜從高壓設(shè)備引至綜合自動化裝置安裝處時(shí)，應(yīng)盡量靠近接地體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。2、嚴(yán)格執(zhí)行繼電保護(hù)及安全自動裝置反事故技術(shù)措施要點(diǎn)中有關(guān)保護(hù)及二次回路抗干擾的規(guī)定，提高保護(hù)抗干擾能力。例如：敷設(shè)與廠、站主接地網(wǎng)緊密連接的例如：敷設(shè)與廠、站主接地網(wǎng)緊密連接的等等電位接地網(wǎng)電位接地網(wǎng)。等電位接地網(wǎng)應(yīng)滿足以下要。等電位接地網(wǎng)應(yīng)滿足以下要求。（見附圖）：求。（見附圖）： 保護(hù)小室100mm2銅導(dǎo)線通訊機(jī)房控制室10kV開關(guān)室保護(hù)用結(jié)合濾波器保護(hù)用結(jié)合濾波器就地端子箱就地端子箱主電纜溝變電站（發(fā)電廠）等電位接地網(wǎng)附圖變電站（發(fā)電廠）等電位接地網(wǎng)

8、附圖50mm2銅導(dǎo)線50mm2絕緣導(dǎo)線100mm2銅導(dǎo)線用4根以上50 mm2銅導(dǎo)線與主地網(wǎng)一點(diǎn)連接100mm2銅導(dǎo)線高頻電纜電纜支架其他控制電纜3、應(yīng)選用具有良好抗干擾性能的、并符合電力行業(yè)電磁兼容及相關(guān)的抗干擾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)裝置。微機(jī)保護(hù)、測控裝置的抗干擾試驗(yàn) 一、靜電放電抗干擾試驗(yàn)二、射頻電磁場輻射抗擾性試驗(yàn)二、射頻電磁場輻射抗擾性試驗(yàn) 模擬電磁場的影響，評估電氣和電子設(shè)備抗御輻射電磁場干擾的能力。有很多情況會產(chǎn)生輻射電磁場，如無線電、廣播、電視、對講機(jī)和各種工業(yè)電磁源等。三、電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)三、電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn) 快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn)是評估電氣和電子設(shè)備的供電

9、電源、信號和控制端口在受到重復(fù)的快速瞬變(脈沖群)干擾時(shí)的抵御能力。 本試驗(yàn)是模擬被試設(shè)備對來自操作暫態(tài)過程 (如切換電感性負(fù)載、繼電器觸頭分合等)中的 各種類型瞬變擾動的抗擾性。四、浪涌抗擾性試驗(yàn) 浪涌是一種沿電源線或電路傳播的快速上升、緩慢下降的電流、電壓、功率瞬變波，模擬由各種操作和雷電瞬變過電壓引起的干擾影響，評估設(shè)備抵御大能量騷擾的能力。 1-4級五、對射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾的抗擾性試驗(yàn) 模擬射頻發(fā)射機(jī)在9KHZ-80MHZ正頻率范圍產(chǎn)生的傳導(dǎo)騷擾，這種射頻電磁場會作用于電氣和電子設(shè)備的電源線、通信線、接口電纜等所有連接線的整個(gè)長度，因?yàn)檫@些連接線的長度可能與射頻的幾個(gè)波長相當(dāng)，從而起到被動天線的作用。六、工頻磁場抗擾性試驗(yàn) 工頻磁場由導(dǎo)體中的工頻電流所產(chǎn)生，少量由鄰近的其他