電力遠動終端抗干擾分析

1、<p>　　電力遠動終端抗干擾分析</p><p>　　摘要：研究分析電磁干擾產(chǎn)生的原因、特點及干擾對電力遠動系統(tǒng)的影響，從設計的角度對 電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)進行抗干擾分析研究。 </p><p>　　關鍵詞：電力 遠動終端 干擾 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　抗干擾設計是電力遠

2、動監(jiān)控系統(tǒng)安全運行的一個重要組成部分，在研制綜合自動化系統(tǒng)的過程中，如果不充分考慮可靠性問題，在強電場干擾下，很容易出現(xiàn)差錯，使整個電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)無法正常運行或出錯誤（誤跳閘事故等），無法向站場和區(qū)間供電，影響 行車安全。 </p><p>　　1.電磁干擾產(chǎn)生的原因及特點 </p><p>　　1.1 傳導瞬變和高頻干擾 </p><p>　　由于雷擊、斷路器操

3、作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側(cè)進入遠動終端設備，對設備正常運行產(chǎn)生干擾，嚴重還可損壞電路。2.由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3. 電力供電中，特別是現(xiàn)代高速 對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉(zhuǎn)換比較頻繁，振蕩波出現(xiàn)的次數(shù)較多。 </p><p><b>　　1.2 場的干擾 </b>&

4、lt;/p><p>　　正常情況下的穩(wěn)態(tài)磁場和短路事故時的暫態(tài)磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3.變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產(chǎn)生的阻尼振蕩瞬變過程，也產(chǎn)生一定的磁場。4.無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產(chǎn)生一定的干擾， 中繼站通常會和通信站在一處，通信發(fā)射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。 </p><

5、;p>　　1.3 對通信線路的干擾 </p><p>　　變電所遠動終端的數(shù)據(jù)由串口通信經(jīng)雙絞線進入車站通信站，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調(diào)度中心，遙信和遙控數(shù)據(jù)在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。中繼站一般距 都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。 </p><p>　　1.4 繼電器本身原

6、因 </p><p>　　繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產(chǎn)生干擾的振動信號，或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側(cè)產(chǎn)生振動信號。 </p><p>　　2.干擾對電力遠動系統(tǒng)的影響 </p><p>　　無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數(shù)據(jù)的錯誤，

7、影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件；開關量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調(diào)試終端數(shù)據(jù)錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。 </p><p>　　3.抗干擾設計分析 </p><p>　　3.1 高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，

8、電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2.在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內(nèi)部。3.在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。 </p><p>　　3.2 系統(tǒng)接地設計 </p><p>　　3.2.1 一次系統(tǒng)接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備，合適的接地系統(tǒng)可以有

9、效的保障設備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數(shù)量，設備接地處增加增加接地網(wǎng)絡互接線，降低接地網(wǎng)中瞬變電位差，提高對二次設備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。 </p><p>　　3.2.2 二次系統(tǒng)接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設備安全，將設備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網(wǎng)可以和一次

10、設備的接地網(wǎng)相連；工作接地是為了給電子設備、微機控制系統(tǒng)和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環(huán)流干擾。 </p><p>　　3.2.3 由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4.遠動終端微機電源地和數(shù)字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、可靠性。 </p>&

11、lt;p>　　3.3 采取良好的隔離措施 </p><p>　　3.3.1 為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。 </p><p>　　3.3.2 電力遠動監(jiān)控系統(tǒng)開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調(diào)壓器分接頭位置等，開關量的輸出主

12、要是對斷路器、負荷開關和電力調(diào)壓器分接頭的控制。 </p><p>　　3.3.3 信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內(nèi)阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側(cè)的干擾很難通過光耦送到另一側(cè)去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。 </p><p>　　3.4 濾波器的設計 &

13、lt;/p><p>　　采用低通濾波去高次諧波。2.采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應的數(shù)字濾波技術。 </p><p>　　3.5 分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩(wěn)壓電源故障而使整個系統(tǒng)破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。 </p><p>　　3.6 數(shù)據(jù)采集抗干擾

14、設計 </p><p>　　3.6.1 在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內(nèi)，減少中間環(huán)節(jié)，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。 </p><p>　　3.6.2 遙信由于合閘一次不到位或由于二次側(cè)振動而產(chǎn)生的誤遙信干擾信號，并且還會產(chǎn)生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產(chǎn)生干擾誤遙信號。 </p><p>　　3.7 過程通道抗干擾

15、設計 </p><p>　　3.8 印刷電路板設計 </p><p>　　在印刷電路板設計中盡量將數(shù)字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。 </p><p>　　3.9 控制狀態(tài)位的干擾設計 </p><p>　　3.10 程序運行失常的抗干擾設計 </p><p>　　3.11單片機軟

16、件的抗干擾設計 </p><p>　　3.12 對于終端至通信站的數(shù)字通信電纜加穿鋼管，特別是穿越其他電力電纜時，避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。 </p><p>　　3.13 對于特殊的變（配）電所或區(qū)間信號站的環(huán)境 </p><p>　　3.14 提高遠動信息傳輸?shù)目煽啃裕陔娏φ{(diào)度中心和遠動終端之間建立出錯重發(fā)技術直到住處確認信息為止。&l