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摘要:电磁干扰的种类较多,传播方式、干扰途径不尽相同,对静态自动化装置的可靠运行危害极大,应当引起我们足够的重视。本文将就电力自动化抗干扰技术的应用展开分析。
关键字:电力自动化抗干扰技术 影响 应用
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
目前,按照大部分电力系统的运行情况以及所采用的自动化装置情况来看,电力系统普遍会受到干扰。因为所采用的很多产品在抗静电干扰、抗辐射电磁场干扰以及抗快速瞬变干扰方面的作用很弱,甚至部分性能差的自动化装置,遇到强烈干扰还会出现死机、拒动、误动或者定值改变等现象,因此,为了保证变电站综合自动化系统安全可靠运行,必须着手提高自动化装置的抗电磁干扰能力。
一、干扰形成因素分析
在电力自动化系统的运行中,设备遭受一定干扰的时候,就会形成一个或者多个干扰源,尤其是在系统微机装置的信号采取中,在剔除一些可用的信号外,其它无效的、会影响正常装置运转的一些正常电磁信号,也会受到不同程度的影响。在电力系统的自动化设计中,主要的干扰源既有内部感染也有外部干扰,尤其是在自动化装置受到无用电磁信号的影响和不良作用,就会出现幅度大、频率高等各种问题,并会进入自动化运行系统,给系统的整体运行带来更多的阻碍,并形成不同的影响。
二、干扰带来的影响
1、电源回路的影响
在电力自动化抗干扰的影响因素中,由于干扰信息的形成,就会造成电源回回等一些不良现象,如果发生这种情况,就会造成主控机子、后台管理等多方面的困境,并促使各种子系统也失去原有的力量,甚至带来定值死机等不良现象,因此,要从多方面改进措施,避免造成電源回路的现象发生。
2、数字电路的整体影响
在电力自动化系统的设计中,开关量输入以及输出通道就会受到不同程度的影响,并造成隔离开关、断路器堵住等现象,并造成缝合器的不连贯,产生不同程度的误差,尤其是分合匣出口回路在受到外界干扰的影响下,由于干扰带来误动等问题,此外,数字电路以及CPU也会受到不同程度的影响,容易造成逻辑错误或者程序运算上的不足,造成电力自动化系统运行的出轨,或者由此破坏微型机的芯片,形成功能运行的不清晰,影响整个功能发挥。
3、模拟量的输入通道受到影响
模拟量的输入通道受到影响,即可能导致电压电流互感器在二次线引入浪涌电压后出现数据采集失误情况,造成数据无效,保护失效,严重的会损坏设备装置。
三、电力自动化抗干扰技术的运用
1、静电放电的干扰防护
静电放电干扰试验,主要是模拟人体带静电以后,操作自动化装置时,将产生静电放电现象,对保护装置造成影响和破坏,其防护措施简述如下:
(1)面板上的开关、拨码开关、信号灯、按钮、液晶显示屏都有可能将静电放电干扰引入到装置内部,引起装置内部电路元器件的失效和损坏,所以没有必须的话,尽量少放,对于的必须的液晶显示屏等都应该认真的考虑硬件、软件方面的防护,在这方面应该注意两点:
a.面板和器件都要可靠接地,使静电放电电流有一个良好的接地通道,因为对于脆弱的装置,静电放电过程中放电火花产生的高频辐射干扰,可能引起装置的混乱和误动。
b.器件内部电路与金属外壳的电气间隙要足够大。使高压静电不至于由于间隙过小产生击穿现象,进入器件的内部电路。
(2)装置采用整体式金属机壳、整体式金属面板,比插件式金属面板要好得多。
a.因为机箱外壳整体面板,容易可靠接地,但采用了整体金属面板,还要设计专门的接地线,仅仅依靠金属面板的固定螺钉或面板与机箱的金属铰链实现接地,这样很不可靠,很容易在静电放电干扰过程中出问题,金属面板上要有专门的接地螺钉或其它措施通过专用接地线实现可靠接地。
b.插件式面板、接地困难,常常只能够靠面板背面与机箱框架的接触实现接地连结,面板上喷漆的漆膜或铝型材的氧化膜都不导电,且很难清除。无法保证面板与金属机箱框架之间形成良好的电接触。
c.如果通过插件印制板布排专门的面板接地线,往往是得不偿失,很可能把静电放电过程中产生的高电压大电流直接引入到印制板上一一形成“干扰地线”,使装置抗静电放电干扰的能力更加脆弱。同时该地线还有可能对一些导电回路的绝缘性能带来不利的影响。
(3)对整体面板最好能实行整体面膜覆盖。对整体面板实行面膜覆盖,可将面板上的显示器、信号灯、按键等等都保护起采,只要面膜的强度足够高(一般的绝缘面膜都能满足要求),当把静电高压施加到面膜上时,根本就没有放电现象发生,也就不会有静电放电干扰了。
2、抗瞬变信号干扰的措施
(1)选用多层印制板。采用多层的印制板可以很好地防止瞬变信号的干扰,因其电源回路具备非常大的板间电容。大的板间电容能够防止电源上各类干扰脉冲,另外,器件间布线空间大,感官上显得整齐、简洁,极大地降低各回路间发生串扰耦合的几率。
(2)合理装置输出、输入回路的配线与布线。因为自动化装置存在许多输出、输入回路,在整屏布线的过程中很难一一分开布局,通常是许多根线捆绑在一起,这样会导致电缆通由各种槽、沟通道与各个控制点或者取样点连结,这样一来,分布电容的锅台、布线以及输出输入线路都有可能引入干扰。因此要自动化装置的内部精心安排输出和输入线路,在装置内布置了线路之后,尽快将其引入隔离器件,例如开关电源、CT、PT 以及光耦等,布线不过长,越短越好,注意避免与装置内部的连捆线扎在一起,或者避免交叉布线。合理科学的布线起到非常好的抗干扰效果,除此之外,还能减少工序、降低成本。
(3)合理设置开关电源。开关电源可以隔离一定的电源回路产生的干扰,因此可以利用设置开关电源的机会进行抗干扰。在设置开关电源的过程中,必须将开关电源的进出线分开布局。如果需要把电源开关安装在面板上,首先需要把开关连线放置在电源滤波器的背面,装置面板开关最好能采用屏蔽线;另外,绝不能将功率为- 15V、5 V、24 V 的面板指示灯线与开关引线布排或者捆扎在一起,可以有效避免输入、输出线路间的干扰耦合。
(4)滤波器的选用。部分滤波器对抑制快速瞬变干扰有明显的作用,这也是提高电力自动化装置抗干扰能力最有效且最简捷的手段之一。但是否能通过滤波器进行抗干扰,最终的效果取决于是否选择了适合的滤波器以及安装方式是否正确。通常一个性能良好的滤波器极有可能因为安装出错而导致抗干扰功能丧失。按照正确的程序,应该将滤波器安装在自动化装置上,并依照滤波器的使用要求实施布线,这样必然会起到应有的抗干扰作用。如果是考虑将滤波器安装在屏架上,就需要安装人员将滤波器的输出、输入线严格分开,输出线最好远离其他可能产生干扰的回路,越短越好,避免暴露在外的线过长,再次接收到干扰信号;滤波器的外壳最好选用全金属外壳,令其接地效果良好,保证滤波器正常运行。
结语
在电力系统自动化抗干扰技术的运用上,由于收到不同程度的影响,在干扰方式、传播途径等多方面都会危及到电力自动化装置的正常运行,因此,要引起电力工作人员的全盘关注,尤其是在静电信息干扰、电磁信号干扰等影响的分析上,也要形成全盘的控制的分析,围绕设备器件、印制板、电路布局、机箱面板材料、配线等的选用和设计,进行深入的探讨,更好的实现电力自动化系统的有效技术发挥,充分提升电力企业的整体效能。
参考文献
1 崔瑜.电力系统无功优化与无功补偿研究[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(07)
2 杨雨.电力自动化中现场总线技术的实践应用[J]. 科技风. 2011(17)
3 吴林峻.探讨电力自动化中的电磁兼容技术[J]. 广东科技. 2011(20)
关键字:电力自动化抗干扰技术 影响 应用
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
目前,按照大部分电力系统的运行情况以及所采用的自动化装置情况来看,电力系统普遍会受到干扰。因为所采用的很多产品在抗静电干扰、抗辐射电磁场干扰以及抗快速瞬变干扰方面的作用很弱,甚至部分性能差的自动化装置,遇到强烈干扰还会出现死机、拒动、误动或者定值改变等现象,因此,为了保证变电站综合自动化系统安全可靠运行,必须着手提高自动化装置的抗电磁干扰能力。
一、干扰形成因素分析
在电力自动化系统的运行中,设备遭受一定干扰的时候,就会形成一个或者多个干扰源,尤其是在系统微机装置的信号采取中,在剔除一些可用的信号外,其它无效的、会影响正常装置运转的一些正常电磁信号,也会受到不同程度的影响。在电力系统的自动化设计中,主要的干扰源既有内部感染也有外部干扰,尤其是在自动化装置受到无用电磁信号的影响和不良作用,就会出现幅度大、频率高等各种问题,并会进入自动化运行系统,给系统的整体运行带来更多的阻碍,并形成不同的影响。
二、干扰带来的影响
1、电源回路的影响
在电力自动化抗干扰的影响因素中,由于干扰信息的形成,就会造成电源回回等一些不良现象,如果发生这种情况,就会造成主控机子、后台管理等多方面的困境,并促使各种子系统也失去原有的力量,甚至带来定值死机等不良现象,因此,要从多方面改进措施,避免造成電源回路的现象发生。
2、数字电路的整体影响
在电力自动化系统的设计中,开关量输入以及输出通道就会受到不同程度的影响,并造成隔离开关、断路器堵住等现象,并造成缝合器的不连贯,产生不同程度的误差,尤其是分合匣出口回路在受到外界干扰的影响下,由于干扰带来误动等问题,此外,数字电路以及CPU也会受到不同程度的影响,容易造成逻辑错误或者程序运算上的不足,造成电力自动化系统运行的出轨,或者由此破坏微型机的芯片,形成功能运行的不清晰,影响整个功能发挥。
3、模拟量的输入通道受到影响
模拟量的输入通道受到影响,即可能导致电压电流互感器在二次线引入浪涌电压后出现数据采集失误情况,造成数据无效,保护失效,严重的会损坏设备装置。
三、电力自动化抗干扰技术的运用
1、静电放电的干扰防护
静电放电干扰试验,主要是模拟人体带静电以后,操作自动化装置时,将产生静电放电现象,对保护装置造成影响和破坏,其防护措施简述如下:
(1)面板上的开关、拨码开关、信号灯、按钮、液晶显示屏都有可能将静电放电干扰引入到装置内部,引起装置内部电路元器件的失效和损坏,所以没有必须的话,尽量少放,对于的必须的液晶显示屏等都应该认真的考虑硬件、软件方面的防护,在这方面应该注意两点:
a.面板和器件都要可靠接地,使静电放电电流有一个良好的接地通道,因为对于脆弱的装置,静电放电过程中放电火花产生的高频辐射干扰,可能引起装置的混乱和误动。
b.器件内部电路与金属外壳的电气间隙要足够大。使高压静电不至于由于间隙过小产生击穿现象,进入器件的内部电路。
(2)装置采用整体式金属机壳、整体式金属面板,比插件式金属面板要好得多。
a.因为机箱外壳整体面板,容易可靠接地,但采用了整体金属面板,还要设计专门的接地线,仅仅依靠金属面板的固定螺钉或面板与机箱的金属铰链实现接地,这样很不可靠,很容易在静电放电干扰过程中出问题,金属面板上要有专门的接地螺钉或其它措施通过专用接地线实现可靠接地。
b.插件式面板、接地困难,常常只能够靠面板背面与机箱框架的接触实现接地连结,面板上喷漆的漆膜或铝型材的氧化膜都不导电,且很难清除。无法保证面板与金属机箱框架之间形成良好的电接触。
c.如果通过插件印制板布排专门的面板接地线,往往是得不偿失,很可能把静电放电过程中产生的高电压大电流直接引入到印制板上一一形成“干扰地线”,使装置抗静电放电干扰的能力更加脆弱。同时该地线还有可能对一些导电回路的绝缘性能带来不利的影响。
(3)对整体面板最好能实行整体面膜覆盖。对整体面板实行面膜覆盖,可将面板上的显示器、信号灯、按键等等都保护起采,只要面膜的强度足够高(一般的绝缘面膜都能满足要求),当把静电高压施加到面膜上时,根本就没有放电现象发生,也就不会有静电放电干扰了。
2、抗瞬变信号干扰的措施
(1)选用多层印制板。采用多层的印制板可以很好地防止瞬变信号的干扰,因其电源回路具备非常大的板间电容。大的板间电容能够防止电源上各类干扰脉冲,另外,器件间布线空间大,感官上显得整齐、简洁,极大地降低各回路间发生串扰耦合的几率。
(2)合理装置输出、输入回路的配线与布线。因为自动化装置存在许多输出、输入回路,在整屏布线的过程中很难一一分开布局,通常是许多根线捆绑在一起,这样会导致电缆通由各种槽、沟通道与各个控制点或者取样点连结,这样一来,分布电容的锅台、布线以及输出输入线路都有可能引入干扰。因此要自动化装置的内部精心安排输出和输入线路,在装置内布置了线路之后,尽快将其引入隔离器件,例如开关电源、CT、PT 以及光耦等,布线不过长,越短越好,注意避免与装置内部的连捆线扎在一起,或者避免交叉布线。合理科学的布线起到非常好的抗干扰效果,除此之外,还能减少工序、降低成本。
(3)合理设置开关电源。开关电源可以隔离一定的电源回路产生的干扰,因此可以利用设置开关电源的机会进行抗干扰。在设置开关电源的过程中,必须将开关电源的进出线分开布局。如果需要把电源开关安装在面板上,首先需要把开关连线放置在电源滤波器的背面,装置面板开关最好能采用屏蔽线;另外,绝不能将功率为- 15V、5 V、24 V 的面板指示灯线与开关引线布排或者捆扎在一起,可以有效避免输入、输出线路间的干扰耦合。
(4)滤波器的选用。部分滤波器对抑制快速瞬变干扰有明显的作用,这也是提高电力自动化装置抗干扰能力最有效且最简捷的手段之一。但是否能通过滤波器进行抗干扰,最终的效果取决于是否选择了适合的滤波器以及安装方式是否正确。通常一个性能良好的滤波器极有可能因为安装出错而导致抗干扰功能丧失。按照正确的程序,应该将滤波器安装在自动化装置上,并依照滤波器的使用要求实施布线,这样必然会起到应有的抗干扰作用。如果是考虑将滤波器安装在屏架上,就需要安装人员将滤波器的输出、输入线严格分开,输出线最好远离其他可能产生干扰的回路,越短越好,避免暴露在外的线过长,再次接收到干扰信号;滤波器的外壳最好选用全金属外壳,令其接地效果良好,保证滤波器正常运行。
结语
在电力系统自动化抗干扰技术的运用上,由于收到不同程度的影响,在干扰方式、传播途径等多方面都会危及到电力自动化装置的正常运行,因此,要引起电力工作人员的全盘关注,尤其是在静电信息干扰、电磁信号干扰等影响的分析上,也要形成全盘的控制的分析,围绕设备器件、印制板、电路布局、机箱面板材料、配线等的选用和设计,进行深入的探讨,更好的实现电力自动化系统的有效技术发挥,充分提升电力企业的整体效能。
参考文献
1 崔瑜.电力系统无功优化与无功补偿研究[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(07)
2 杨雨.电力自动化中现场总线技术的实践应用[J]. 科技风. 2011(17)
3 吴林峻.探讨电力自动化中的电磁兼容技术[J]. 广东科技. 2011(20)