關於變電站的EMC設計
發布時間:2013-03-18 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】目前綜自係統已基本上在新建變電站中普及,從運行的總體情況看,保護裝置的準確性、穩定性等性能已基本能夠滿足運行要求,但在網絡通信、數據交換、係xi統tong信xin息xi處chu理li等deng方fang麵mian特te別bie是shi在zai受shou到dao電dian磁ci幹gan擾rao情qing況kuang下xia,還hai是shi暴bao露lu了le一yi些xie不bu足zu。本ben文wen結jie合he實shi際ji,簡jian單dan介jie紹shao電dian磁ci兼jian容rong的de內nei容rong和he幾ji種zhong常chang用yong的de抗kang電dian磁ci幹gan擾rao技ji術shu措cuo施shi。
電力係統中,在電網容量增大、輸電電壓增高的同時,以計算機和微處理器為基礎的繼電保護、電網控製、通信設備得到廣泛采用。因此,電力係統電磁兼容問題也變得十分突出,特別是在集繼電保護、通訊、SCADA功(gong)能(neng)於(yu)一(yi)體(ti)的(de)變(bian)電(dian)站(zhan)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei),通(tong)常(chang)安(an)裝(zhuang)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)高(gao)壓(ya)設(she)備(bei)的(de)附(fu)近(jin),該(gai)設(she)備(bei)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)先(xian)決(jue)條(tiao)件(jian)就(jiu)是(shi)它(ta)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)變(bian)電(dian)站(zhan)中(zhong)在(zai)正(zheng)常(chang)操(cao)作(zuo)或(huo)事(shi)故(gu)情(qing)況(kuang)下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)極(ji)強(qiang)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。比(bi)如(ru)在(zai)GISdegelikaiguancaozuoshi,keyichanshengpinlvgaodashuzhaohedekuaisuzantaidianya,zhezhongkuaisuzantaiguodianyabujinhuiweijibianyaqidengshebeidejueyuan,erqiehuitongguojiediwangxiangwaichuanbo,ganraobiandianzhanjidianbaohu、控kong製zhi設she備bei的de正zheng常chang工gong作zuo。一yi旦dan幹gan擾rao造zao成cheng保bao護hu或huo自zi動dong裝zhuang置zhi的de誤wu動dong作zuo或huo者zhe自zi動dong化hua係xi統tong紊wen亂luan,將jiang可ke能neng導dao致zhi電dian力li係xi統tong事shi故gu。隨sui著zhe電dian力li係xi統tong自zi動dong化hua水shui平ping的de提ti高gao,電dian磁ci兼jian容rong技ji術shu的de重zhong要yao性xing日ri益yi顯xian現xian出chu來lai。

圖題:變電站係統
電磁兼容的內容
變(bian)電(dian)站(zhan)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)主(zhu)要(yao)內(nei)容(rong)包(bao)括(kuo)抗(kang)幹(gan)擾(rao)和(he)電(dian)磁(ci)發(fa)射(she)控(kong)製(zhi)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian),抗(kang)幹(gan)擾(rao)是(shi)指(zhi)設(she)備(bei)和(he)係(xi)統(tong)抵(di)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)能(neng)力(li),電(dian)磁(ci)發(fa)射(she)控(kong)製(zhi)指(zhi)設(she)備(bei)和(he)係(xi)統(tong)發(fa)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)控(kong)製(zhi)。設(she)備(bei)的(de)抗(kang)擾(rao)性(xing)決(jue)定(ding)於(yu)該(gai)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li),電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)布(bu)置(zhi)、工作信號電平,以及所采取的抗幹擾措施。對於敏感設備來說,完全避免電磁幹擾是不可能的,但可以通過正確的接地、屏蔽、隔離等措施加以保證。
變電站綜合自動化係統以微機、集成電路和電子元器件為其主要部件,屬於電磁敏感設備,如果具有良好的電磁兼容性能,對保證自動化係統的安全、可靠運行有著十分重要的意義。要確保變電站綜合自動化係統安全、可靠運行,除了要配備性能優良的硬件設備和完美的軟件技術外,采取有效措施提高電磁兼容能力是另一個必要的條件。研究有效、經濟和適用的抗幹擾措施是未來電磁兼容領域的重要任務。
抗電磁幹擾的措施
一般來說 ,幹擾形成途徑為:幹擾源--耦合通道--電磁敏感設備。所以抗電磁幹擾須針對這三要素來進行。
屏蔽
①采用帶有金屬外皮(屏蔽層)的控製電纜,電纜的屏蔽層兩端接地。當屏蔽層一端接地時,屏蔽層電壓為零,可顯著減少靜電感應(電容耦合)電壓;當dang兩liang端duan接jie地di時shi,幹gan擾rao磁ci場chang在zai屏ping蔽bi層ceng中zhong感gan應ying電dian流liu,該gai電dian流liu產chan生sheng的de磁ci通tong與yu幹gan擾rao磁ci通tong方fang向xiang相xiang反fan,互hu相xiang抵di消xiao,因yin而er能neng顯xian著zhu降jiang低di磁ci場chang耦ou合he感gan應ying電dian壓ya。
②二次設備內部,綜合自動化係統中的測量和微機保護或自動裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設屏蔽層,這樣可起電場屏蔽作用,防止高頻幹擾信號通過分布電容進入自動化係統的相應部件。
③jixianghuojiguideshuruduanzishangduidijieyinaigaoyadexiaodianrong,keyizhiwaibugaopinganrao。youyuganraodoushitongguoduanzichuanrude,danggaopinganraodaodaduanzishi,tongguodianrongduididuanlu,bimianlegaopinganraojinruzidonghuaxitongneibu。
減少強電回路的感應耦合
①kongzhidianlanjinkenenglikaigaoyamuxianhezantaidianliuderudidian,bingjinliangjianshaopingxingchangdu。gaoyamuxianwangwangshiqiangliedeganraoyuan,yinci,zengjiakongzhidianlanhegaoyamuxianjiandejuli,shijianshaodianciouhedeyoulicuoshi。bileiqihebileizhendejiedidian、電容式電壓互感器、耦合電容器等是高頻暫態電流的入地點,控製電纜要盡可能離開它們,以便減少感應耦合。
②電流互感器回路的A、B、C相線和中性線應在同一根電纜內,避免出現環路。
③電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)二(er)次(ci)交(jiao)流(liu)回(hui)路(lu)電(dian)纜(lan),從(cong)高(gao)壓(ya)設(she)備(bei)引(yin)出(chu)至(zhi)監(jian)控(kong)和(he)保(bao)護(hu)安(an)裝(zhuang)處(chu)時(shi),應(ying)盡(jin)量(liang)靠(kao)近(jin)接(jie)地(di)體(ti),減(jian)少(shao)進(jin)入(ru)這(zhe)些(xie)回(hui)路(lu)的(de)高(gao)頻(pin)瞬(shun)變(bian)漏(lou)磁(ci)通(tong)。
接地
對(dui)於(yu)綜(zong)自(zi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)這(zhe)些(xie)電(dian)磁(ci)敏(min)感(gan)設(she)備(bei),接(jie)地(di)電(dian)位(wei)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),是(shi)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)最(zui)大(da)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)。因(yin)此(ci)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)設(she)計(ji)和(he)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong),如(ru)果(guo)能(neng)把(ba)接(jie)地(di)和(he)屏(ping)蔽(bi)很(hen)好(hao)地(di)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),將(jiang)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)大(da)部(bu)分(fen)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)。接(jie)地(di)應(ying)包(bao)含(han)一(yi)次(ci)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)和(he)二(er)次(ci)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)兩(liang)方(fang)麵(mian)。
①yicixitongjiedi。zhengquechulihaoyicixitongjiediwenti,keyijianshaopeidianchanggaopinshunbiandianyafuzhi,jianshaodiwangzhongbutongdiandeshunbiandianweicha,hendachengdushangjianshaoleganraoyuan。zaichuliyicixitongjiedishi,yingzhuyiyixiajidian:
◆設備接地線要接在地網導體的交叉處。
◆設備接地處要增加接地網絡互連線。
◆避雷器、避雷針接地點應采用兩根以上的接地線和加密接地網絡。
②二(er)次(ci)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)。包(bao)括(kuo)安(an)全(quan)接(jie)地(di)和(he)工(gong)作(zuo)接(jie)地(di)兩(liang)大(da)類(lei)。安(an)全(quan)接(jie)地(di)的(de)接(jie)地(di)網(wang),其(qi)實(shi)就(jiu)是(shi)一(yi)次(ci)設(she)備(bei)的(de)接(jie)地(di)網(wang),其(qi)作(zuo)用(yong)同(tong)樣(yang)是(shi)降(jiang)低(di)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)瞬(shun)變(bian)過(guo)電(dian)壓(ya) ; 工作接地是為了給微機、電子等設備一個電位基準,保證其可靠運行,防止地環流引起的幹擾。
隔離
把輸入信息和輸出信息進行隔離,能夠有效減少幹擾的侵入。在變電站自動化係統中,主要有以下幾種隔離措施:
①模擬量的隔離。變電站的監控係統、微wei機ji保bao護hu裝zhuang置zhi及ji其qi它ta自zi動dong裝zhuang置zhi所suo用yong的de模mo擬ni量liang,大da多duo數shu都dou來lai自zi電dian壓ya互hu感gan器qi,它ta們men均jun處chu於yu強qiang電dian回hui路lu中zhong,不bu能neng直zhi接jie進jin入ru自zi動dong化hua係xi統tong,必bi須xu經jing過guo設she置zhi在zai各ge種zhong交jiao流liu量liang輸shu入ru回hui路lu中zhong的de隔ge離li變bian壓ya器qi進jin行xing隔ge離li,這zhe些xie隔ge離li變bian壓ya器qi一yi、二次之間必須有屏蔽層,而且屏蔽層必須安全接地,這樣才能起到較好的屏蔽效果。
②開關量輸入、輸出的隔離。變電站綜合自動化係統開關量的輸入,主要是斷路器、隔離開關的輔助接點和主變壓器分接頭開關的控製。自動化係統開關量的輸入、輸出也要采取隔離的措施,以免對自動化係統的影響。
③其他隔離措施。要注意強、弱信號電纜的隔離,強、弱信號不應使用同一根電纜,信號電纜應盡可能避開電力電纜,避免與電力電纜平等布設。
濾波
濾波是抑製自動化係統模擬量輸入通道傳導幹擾的主要手段之一。模擬量輸入通道受到的幹擾有差模幹擾(常態幹擾)和共模幹擾(共態幹擾)兩種。對於模擬量信號回路的差模幹擾,可以采用加裝濾波的措施,對於共模幹擾,可以通過雙端對稱輸入采用回路來抑製。
計算機電源的抗幹擾措施
大多數變電站綜自係統的計算機電源取自站用交流220V,當dang電dian網wang受shou到dao衝chong擊ji時shi,電dian壓ya和he頻pin率lv產chan生sheng的de波bo動dong將jiang直zhi接jie影ying響xiang到dao綜zong自zi係xi統tong運yun行xing的de穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing,嚴yan重zhong時shi造zao成cheng係xi統tong死si機ji,所suo以yi,計ji算suan機ji交jiao流liu電dian源yuan的de抗kang幹gan擾rao措cuo施shi是shi至zhi關guan重zhong要yao的de。通tong常chang最zui簡jian單dan實shi用yong的de辦ban法fa是shi加jia裝zhuang不bu間jian斷duan電dian源yuan(UPS),一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)抑(yi)製(zhi)電(dian)網(wang)低(di)頻(pin)常(chang)態(tai)幹(gan)擾(rao),另(ling)方(fang)麵(mian)是(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)斷(duan)電(dian)時(shi)能(neng)直(zhi)接(jie)給(gei)計(ji)算(suan)機(ji)供(gong)電(dian),保(bao)證(zheng)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)持(chi)續(xu)運(yun)行(xing)。此(ci)外(wai),也(ye)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)加(jia)裝(zhuang)氧(yang)化(hua)鋅(xin)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)、電源濾波器、隔離變壓器等抗幹擾措施。
本文談及的屏蔽、接地、隔離、濾(lv)波(bo)等(deng)措(cuo)施(shi),可(ke)有(you)效(xiao)地(di)提(ti)高(gao)變(bian)電(dian)站(zhan)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)設(she)備(bei)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)能(neng)力(li),但(dan)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)本(ben)身(shen)的(de)錯(cuo)綜(zong)複(fu)雜(za)性(xing),以(yi)上(shang)措(cuo)施(shi)並(bing)不(bu)能(neng)保(bao)證(zheng)綜(zong)自(zi)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)的(de)萬(wan)無(wu)一(yi)失(shi)。因(yin)此(ci),還(hai)必(bi)須(xu)從(cong)微(wei)機(ji)內(nei)部(bu)性(xing)能(neng)上(shang)(如利用CPU的邏輯判斷能力,進行故障自診斷和自糾錯等)來全麵提高變電站綜合自動化係統運行可靠性。
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