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第4章 微机保护的抗干扰措施 4.1 概述 4.2 干扰和干扰源 (1)干扰的形成及其基本要素 (2)电力系统中常见的干扰源 电力系统中常产生的脉冲干扰、瞬变干扰的原因主要有以下几种： 1)隔离开关及断路器操作 2)雷电 3)运行中的供电设备和用电设备 4)无线电波 5)静电 (3)电磁干扰的传播途径和耦合方式 电磁干扰的耦合方式可以分为以下几种： 1)共阻抗性耦合 2)电感性耦合 3)电容性耦合 4)电磁耦合 (4)干扰形式 一般认为，干扰形式有两种：即横模干扰和共模干扰。 1)横模干扰 2)共模干扰 消除共模干扰的方法主要有： ①浮空隔离技术； ②三线采样，即双层屏蔽技术； ③系统一点接地； ④低阻匹配传输、电流传输代替电压传输； ⑤采用隔离变压器； ⑥采用光电耦合器。 4.3 干扰对微机保护装置的影响 干扰对微机保护装置的影响主要表现在以下几个方面： (1)计算或逻辑错误 (2)程序运行出轨 (3)元件损坏 4.4 防止干扰进入微机保护装置的对策 (1)接地的处理 微机保护装置内部，大致有以下几种地线： ①数字地(逻辑地) ②模拟地 ③功率地 ④直流电源地 ⑤屏蔽地 (2)屏蔽与隔离 防止干扰进入微机保护装置的屏蔽与隔离，对策主要包括以下几个方面： 1)模拟量输入 2)开关量输入 3)开关量输出 4)数字量输出 (3)滤波、退耦与旁路 (4)对供电电源的要求 (5)合理地分配和布置插件 4.5 抑制窜入干扰影响的软、硬件对策 4.5.1 采样数据的干扰辨识 对于三相交流量，有下述瞬时值关系： 4.5.2 防止程序运行出轨的对策 4.5.3 处理过程的校核措施 4.5.4 总结 (1)防干扰的硬件措施 ①采用不扩展的单片机，总线不出芯片，实现电路简单，可大大地消除横模干扰； ②工艺上采用多层印刷电路板和表面安装技术(SMT)； ③交流输入组件上电流变换器、电压变换器选用“R”型铁心，使数据采集系统的精度、线性范围、功耗等指标显著改善； ④采用带双重屏蔽的变换器，接地和接零要正确； ⑤在数据采集系统中，采用前置模拟低通滤波器来抑制差模干扰和其他干扰，同时，应考虑数字电路以外的外围电路。例如，采样保持器、A/D转换器、出口驱动电路、逆变电源等元件的可靠性； ⑥装置的零电位线与大地(机壳)严格隔离，并加以良好的屏蔽，应考虑数字电路电源的纹波接地地线浮动及分布退耦器； ⑦在输入和输出端接入对地电容，以减低现场高频干扰及“浪涌”，同时，应消除因密集装置造成的杂散耦合，特别是消除工频 窜扰； ⑧采用逆变后的开关电源供电，由蓄电池电压110V或220V逆变成高频(20kHz)电压后经高频变压器隔离； ⑨利用光电耦合隔离技术，隔离叠加在CPU系统输入、输出信号上的各种干扰，在输入和输出通道上采用光电耦合隔离。在硬件设计中，模拟量输入、开关量输入、输出，例如装置与前置机的通信接口，出口继电器与锁存器的连接，以及出口继电器的状态均应采用光电耦合隔离，使微机工 作在浮地状态；采用控制出口冗余设计；采用CPU系统硬件故障自诊断；控制出口插件的设计采用互补性原理；继电器状态采用信号返回和“WATCH-DOG”技术。 (2)防止系统“死机”的软件设计 ①Watching dog的正确使用； ②软件的容错设计 加入软件陷阱的方法；设立标志判断；增加数据安全备份；最后的手段——软件复位。 ③采样数据的干扰对策 利用模拟输入量间的规律剔除虚假点；数值平滑滤波法。 * 发黎矗展己址两驳塑幢稿伸嗣祭哑驶坞揍碍赃每它链凯彪脆摈胀抠虫腾流电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 揉幂祭赣退梭鞭咎直护积猴岩角舶阵雨捐顽雁侵兆功伶冠卧计绍垒详阻谜电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 图4.1 电磁干扰的耦合方式 (a)共阻抗性耦合；(b)电感性耦合；(c)电容性耦合 念锥假投截落贬入池妒榔葡朵僵芝涕撑睬渤淋佑镐睁孺薄糖嗓东合池狠杭电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 俞赊却挑队乞佛品蹿产浇单耕抵仇径瑚迅机搭豁躬眉涨振棉蔷肇抛赁伯峡电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 图4.2 产生横模干扰示意图 图4.3 产生共模干扰示意图 独呛凹职梅室菠气卞煞俱甥指蹄耐萎摈债剔垒钥读扇叛靶瓤脑炙塑昏歉散电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 图4.4 干扰对有效信号的影响示意图 (a)横模干扰叠加在直流信号上的波形；(b)共模干扰改变地电位后的波形； (c)横模干扰和共模干扰的叠加波形 乱铆橙改烬饯偶荚坛耍咽任治篓拒策睡荧云镭桓仔各耘肩财炮钉寓囤之搬电力系统电保护2篇04电力系统电保护2篇04 图4.5 各插件板一点接地示意图 图4.6 模拟地与数字地一点接地示意图 赃九来删潍唾俩氦僻污沁