电网调度自动化系统的干扰问题.docx

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1、电网调度自动化系统的干扰问题1引言随着电力工业的发展，电网构造日益庞大、复杂，电网调度自动系统（以下简称系统）在电网调度管理中的作用越来 越重要，它为电网安全、优质、经济运行提供了重要的技术 手段。系统由计算机、RTU及控制设备组成，属高度集成化 的弱电设备，其绝缘水平低，对外界的干扰极其敏感，对雷 电等强电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。外界的各种干扰 通过一定的方式传给系统，就会影响系统对数据的采集、处 理和传输，进而影响系统的稳定、可靠运行。因此，必须采 取有效措施，加强和改良系统对抗干扰的防护，减小外界对 系统的干扰，提高系统的抗干扰能力。2干扰的形成2.1 干扰的主要来源2.1.1 来

2、自雷电的干扰雷电和与它相连的瞬态场在雷击点引起强烈的电磁骚 扰，并通过该瞬态场将其影响扩散到周围造成干扰。由于采 取了一定的避雷措施，雷电直击系统的可能性不大，但雷电 的强电磁脉冲干扰不仅可能通过电源线、输入输出线以及接 地装置侵入系统，而且强脉冲电磁场会产生强大的感应过电 压而严重干扰甚至损坏系统设备。2.1.2 来自电网的干扰在电网内部，输电路线事故的发生及排除等运行状态的 蓦地变化，各种开关设备的操作，配电路线的阻抗及与配电 路线相接的负载发生变化，例如大功率设备和大功率机电的 启动，大型变压器的励磁冲击电流等，所有这些现象都会造 成供电电压的瞬时变动。供电电压的瞬时变动会产生掉电过 电

3、压、电流冲击和高频振荡等干扰。这些干扰通过供电线或 者接地网络入侵系统，造成系统设备逻辑电路混乱，破坏 RAM中的程序和数据，影响CPU的正常工作，导致系统瘫 痪。2.1.3 来自电气设备的干扰在现场，高电压、大电流或者电压电流变化大的电气设备, 威化的电压、电流通过一定的方式耦合，干扰系统。此外， 输电线、控制线等对小信号线（如开关量和摹拟量采集线，通 道传输线等）也产生干扰。2.2 干扰的传播途径好各种干扰主要是通过输入输出线、电源线、通道线、 设备屏蔽壳以及接地网络等传播给系统的。2.3 干扰的耦合方式2.3.1 经导线传导耦合外界干扰经传输导线（如输入输出线、电源线、地线等） 直接传导

4、耦合到系统。2.3.2 经公共阻抗耦合由于公共阻抗的存在，外界干扰电流通过公共阻抗产生 干扰电压，传导给系统；系统内部各单元也会通过公共阻抗 互相干扰。2.3.3 静电耦合在高电压工作或者电压变化大的场合，由于电力线的作用, 干扰源向系统传送了静电的变化，形成静电干扰。静电干扰 强度与干扰源的干扰电压、系统对地电阻成正比，与干扰源 和系统设备的距离成反比。2.3.4 电磁耦合在大电流工作或者电流变化大的环境，电流变化引起周围 磁力线变化，在系统的各种回路中就会被感应出感应电动势， 形成电磁干扰。干扰强度与磁力线穿过回路的面积及干扰源 电流变化的大小成正比。3抗干扰措施根据干扰的来源、传播途径及

5、干扰的耦合方式，可采取相应的抗干扰措施，减小外界对系统的干扰。3.1隔离使用容量适合的电源隔离变压器。供电电源通过隔离 变压器后再供应系统220V电源，系统与电网惟独磁的耦合， 无电的直接联系，实现电的隔离，增强系统对电网的抗干扰 能力。开关量、摹拟量的输入输出及系统对外通讯口要采用 光电耦合器或者隔离变压器，有条件的话最好采用光纤通信, 以加强接口的隔离度，提高信号传输的可靠性。自动化设备的安装就位应远离大电流、高电压工作的电气设备，减少静电感应和电磁感应。敷设电缆时要注意不同类型的电缆不要混扎在一起。 小信号电缆、控制电缆、低压电源线应与高压线尽量分开敷 设，防止强信号对弱信号的干扰。3.

6、2 保护在雷电等过电压可能侵入的所有输入输出口，设置必要 的保护，甚至设置多极保护，将干扰系统的过电压抑制在允 许范围内。隔离变压器之前要设置过压保护装置，即安装避雷器和浪涌抑制器。避雷器可用压敏避雷器。浪涌抑制器应根据 系统在实际运行中可能遇到的浪涌电压及电流的最大值来 选择型号，并留余量。二次设备、变送器屏、RTU间的输入输出线及系统输 送信号的进出口，要装压敏电阻以抑制信号线的过电压来波。 使用的压敏电阻的电容量要尽量小，以防止压敏电阻对信号 的衰减。3.3 滤波电源虽然采用了隔离变压器，实现了系统与电网的隔 离，但电网大部份共模噪声和串模噪声仍能通过变压器耦合 到系统。使用电源滤波器，

7、让电源频率附近的频率成份通过, 使这种频率成份外的干扰噪声很快衰减。用如图1的电源滤 波器安装在隔离变压器之后，可有效地抑制电网30MHz以 下的共模噪声和串模噪声。一些常受干扰的通信通道（多为载波通道），在接收端 应加装带通滤波器，滤去通道中远动信号频率成份以外的干 扰信号，减小通信设备及外界对远动信号的干扰。3.4 正确接地正确接地是重要的抗干扰措施。不正确的接地方法，反 而会成为干扰的原因。3.4.1 接地电阻值要求系统接地分为功率接地、安全接地和逻辑接地。功率接地主要流过的是负载设备的回路电流，还有正 常状态下的不平衡电流、异常状态下的接地电流。这些电流 变动时刻使设备间的电位变动，形

8、成干扰。实验说明，当功 率接地的接地电阻大于4。时，上述干扰就可能影响负载设 备的正常工作，因此，功率接地的接地电阻不能大于4QO安全接地即设备金属外壳接地，其作用是屏蔽高频对 系统设备的干扰，并可防止因机壳上积蓄电荷而使机壳电压 升高或者漏电对接触外壳的工作人员造成威胁。实验说明， 安全接地的接地电阻不能大于4QO逻辑接地是为了在信号回路中为低电位提供一个统 一的基准电压。由于系统设备中常用的TTL、C-MOS电路 的逻辑和逻辑仅差几伏，逻辑接地上的压降波动 很容易造成逻辑地电位的混乱，影响系统设备的正常工作， 因此，逻辑接地的接地电阻要足够小。实验说明，逻辑接地 的接地电阻小于1。，才干保

9、证逻辑地电位的稳定。3.4.2 等电位接地等电位接地可以有效地防止设备间电位差造成的事故， 提高系统设备的防雷能力。具体方法是：把计算机、RTU、 通信设备、继电保护等二次设备的接地系统分别就近连接到 闭环的接地母线上，并连接坚固，以保持各接地点的等电位。3.4.3 混合式接地系统系统设备内的接地普通已由厂家设计成混合式接地系 统，即设备内的逻辑接地、功率接地和机柜外壳接到柜内的 一个端子上，再引出总接地线，安装时接到接地装置上。其 特点是简便易于安装。但其抗干扰能力是有限的，主要是由 于逻辑接地与机柜外壳接地直接在一起，外壳接地电位干扰 会造成逻辑地电位的混乱，影响系统设备的正常工作。为了

10、提高系统设备的抗干扰能力，外壳接地应与逻辑接地分开， 单独接到机房内的安全接地上。3.4.4 地线的搭接技术正确的地线搭接，可减小地线的接触电阻，为接地系统 提供长久可靠的低阻通道。系统的接地普通采用挪接方法， 聊接的要点：珈接前先对金属接触面开展处理，去除接触面上各种 覆盖层；聊接时要加紧；挪接最好使用同种金属，因为不同金属互相长期接触 会产生腐蚀和合金化，会影响搭接机械强度和接触电阻。3.5 屏蔽屏蔽是防止静电和电磁干扰的一个十分有效的方法。厂站端自动化系统周围的带电导体和带电设备都带 高电压和流过大电流，系统处于较强的交变电磁场中。实验 说明，当空间磁感应强度大于3X10-6T时，计算机

11、将会出 现误动、误算。以此为参考标准，当环境磁感应强度大于3 X10-6T时，应对系统设备考虑电磁屏蔽，如采用屏蔽网、 屏蔽笼等屏蔽体来阻挡、衰减电磁干扰，应根据电磁干扰频 率来选择屏蔽体的壁厚、几何尺寸、导电率及导磁率，这些 都可在相关资料查到；要注意屏蔽体必须有效接地。系统的电源配电线要使用带金属屏蔽层的电力电缆,而且电缆两端屏蔽层要分别有效接地，防止雷电在电源线上 感应过电压。小信号线最好采用多重屏蔽电缆，各屏蔽层要 可靠接地。双绞线的磁屏蔽作用。双绞线在外界的干扰磁通中，每根导线均被感应出干扰 电流，同一根导线在相邻两个环的两段上流过的感应电流大 小相等，方向相反，于是被抵消，故在总的

12、效果上，导线并 没有被感应干扰电流。因此，双绞线对外界磁场干扰有很好 的屏蔽作用。双绞线外加屏蔽层可克服双绞线易受静电感应 的缺点，使信号线有很好的电磁屏蔽效果。信号线特殊是小 信号线，要采用带屏蔽的双绞线。3.6 减小公共阻抗电源内阻、电源线及接地线都可能成为公共阻抗，必须 减小电源内阻及电源线、接地线所包含的阻抗。系统不要与其它设备共用供电线，要使用专线，而且电源线应足够粗，尽量短。Word版本下载可任意编辑】尽可能使用稳压电源，隔离放大器，以减小电源内阻。系统的接地线要用短而粗的铜线，并且连接可靠，以 减小接地线的阻抗。4结束语科学地管理好电网，离不开一套稳定、可靠的电网调 度自动化系统；而完善的抗干扰的措施，是电网调度自动化 系统稳定、可靠运行的重要保证。因此，在系统的设计、安 装、调试过程中，必须高度重视系统的抗干扰问题。抗干扰措施要根据实际情况综合利用，单从某方面采 取措施是难以收到预期效果的。