生产技术问题解决情况报告
林庆场
东北电力检修公司辽宁分公司
二0 0七年六月一日
微机保护抗干扰研究
摘 要
本文说明了微机保护系统采用抗干扰的几种方法，从而保证了辽宁发电厂燃料分场输煤程控系统的可靠运行。采用与IEC801-4标准配套的NSG1025快速瞬变脉冲干扰发生器，模拟微机管理保护装置在实际运行环境中所受到的干扰，以国内新研制的微机保护装置（样机）为试验对象，在试验、改进和对比的基础上，结合抗干扰理论的分析和研究，提出阻塞共模干扰的耦合通道，提高敏感回路的抗干扰能力，合理设计地泄放回路等若干措施，以提高微 机保护装置的抗干扰能力。
关键词
微机保护 电磁兼容性 抗干扰 李钟瑞输煤程控系统
1 引言
辽宁发电厂燃料分场输煤系统引进输煤程控系统（PLC）已经多年，该系统在运行中偶尔会有错误信号产生，经分析研究断定是电磁干扰造成的误动作。受干扰的环节有微机的通讯、数字量的输入输出信号、模拟量的输入输出信号、传感器敏感设备传感信号等。
消除干扰成为了我们技术维护人员的课题，通过查阅资料及实践研究，最终实施了有效的办法。
1 微机保护的EMC标准及抗干扰试验
1．1 断电保护专业EMC的国际标准
国际电工委员会（IEC）对继电保护制定了IEC225-22和IEC801的EMC标准，我国（行业）关于静态继电器和保护装置的电磁干扰试验标准与IEC标准相一致，如表1所示。
表1 静态继电器和保护装置电磁干扰试验标准
今古传奇故事版IEC标准编号 | 名称 | 国家（行业）标准 |
七夕之国225-22-1（801-1） | 1MHz脉冲干扰试验 | GB6162-85（正在修订） |
225-22-2（801-2） | 静电放电试验 | ZBK45032-90 |
225-22-3（801-3） | 辐射电磁场干扰试验 | GB14598.9-95 |
225-22-4（801-4） | 快速瞬变干扰试验 | GB/T14598.10-96 |
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为了提高微机保护抗干扰性能，促进微机保护按EMC的国际标准设计，我们首次采用了新引进的与IEC225-22-4（IEC801-4）相配套的快速瞬变脉冲干扰发生器，对研制阶段的微机线路保护装置（样机）进行抗干扰试验研究。
1．2微机保护装置的快速瞬变干扰试验
直流低压回路断开电感性负载时（如辅助继电器、接触器等）常会产生快速瞬变干扰。IEC标准中采用快速瞬变脉冲组的等效试验方法来模拟这类干扰。其特性如图1所示。试验电压及脉冲重复率见表2。
(a)脉冲组分布 (b) 单个脉冲波形
图1 瞬变脉冲组特性
表2 试验电压及脉冲重复率
寻明胜级别 | 试验电压峰值（±10%）/KV | 重复率（±20%）/KHz |
Ⅰ | 0.5 | 5 |
Ⅱ | 1.0 | 5 |
Ⅲ | 2.0 | 5 |
Ⅳ | 4.0 | 2.5 |
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以线路微机保护装置（样机）作为被试对象，采用IEC225-22-4（IEC801-4）标准，严格按照试验程序进行试验。微机保护的端子出线可以分为电源回路、模拟量输入回路和开关量输入及输出回路四大类。
图2为在保护的电源回路加干扰，图3为在其它回路或整个保护输入端子加干扰时的示意图。
根据IEC特别提议，工作在高压和超高压变电站的保护及自动化装置，应通过Ⅲ级和Ⅳ级标准试验，试验持续时间不少于1min。
经干扰试验的考核及试验后的改进，新研制的微机保护抗干扰能力有了显著提高。
图2 干扰加于保护工作电源时的试验示意图
图3 干扰加于保护多路输入端子时的试验示意图
2 抗干扰机理及微机保护抗干扰措施
典型的电磁干扰模型如图4所示。干扰源通过耦合通道作用于敏感设备，干扰源、耦合通道和敏感设备（或敏感回路）称为电磁干扰的三要素。由图4可见，提高微机保护抗干扰性能，要从阻塞耦合通道，提高敏感设备抗干扰能力及合理设计泄放回路入手。
图4 干扰三要素
2.1 阻塞共模干扰的耦合通道
共模干扰是使干扰信号耦合到敏感设备的主要原因。对于运行在发电厂和变电所的微机保护装置，其电源回路、模拟量输入回路、开关量输入及输出回路以及通信口都通过电缆引入比较远的各个设备本体中去，这些回路也是把干扰耦合到微机保护装置的主要中间媒介。为提高抗干扰能力，除在以下几方面采取措施外，对上述回路均应采用光电耦合器件进行隔离。
2．1．1 电源滤波
通常在电源的入口增设电源滤波器。由于沿电源线传输的电磁干扰是以传导和磁场两种形式对敏感设备造成辐射耦合的，因此必须重视滤波器的安装和使用。
（1）利用机箱的屏蔽作用减少电源线在装置内部产生的干扰。引入设备内部的电源线产生的辐射场很容易通过信号传输的正常途径进入电路造成干扰。图5示出了滤波器的正确安装方法：在机箱电源线入口处安装滤波器，依靠设备机箱的自然屏蔽作用，把产生的辐射场隔离在设备之外，同时可以防止输入线和输出线之间的耦合。
要求滤波器壳体与柜体之间接触良好
图5 滤波器的正确安装方法示意图
（2）线路滤波器的接地点应以最短距离连接到柜体上。最好把滤波器外壳直接安装在电子设备的柜体上，如图5所示；或者设法使线路滤波器的地点与柜体的接地点保持最短的距离，并且将滤波器置于装置的底部。
采用上述措施后，在保护电源回路施加Ⅲ级或Ⅳ级干扰时，再未出现“通信中断”告警。
2．1软件设计模式论文．2 模拟输入回路的静电屏蔽
2．1．2．1 电屏蔽体接地
电屏蔽体接地质量对屏蔽效能影响极大，一般要求屏蔽体与地的接触电阻小于2mΩ。当屏蔽体通过导体与地相连时，用粗铜线、扁铜条，或编织铜线为好，以减小直流和交流电阻，且应尽量缩短导线长度，以减小导线的感抗。微机保护装置中电流、电压模拟量输入回路的电流互感器（TA）、电压互感器（TV）都采用了静电屏蔽的措施，如图6所示。各TV，TA冷管的屏蔽体都以最短线路接到由较粗铜线制成的网格状接地网上，加粗并尽量减短AC插件到装置总接地的连线。
当屏蔽体通过接插件接地时，因接插件本身的接地电阻可能大于2 mΩ，可用几对接插孔并联以减小接地电阻；必要时可用板状地线作为接地引线，如有螺钉连接时，应采用内齿弹性垫圈或外齿弹性垫圈以减小接地电阻。
屏蔽体就近与
接地网连接
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