蒋晓泉江苏省兴化市供电公司（225700）

[摘要]文章探讨了变电所现场中各类干扰对二次装备系统的影响和破坏，分析了干扰发生的缘由和干扰的风险，从系统的软硬件设计上提出解决系统抗干扰有用措施，从而到达抑制干扰的目的。对微机庇护平安稳定进行起到极为重要的作用。

[要害词]变电所抗干扰措施屏障

随着科学技术的前进和电力体系体例改造的不竭深化，变电自动化技术获得越来越快的成长，从电磁型庇护到晶体管型庇护再到微机型庇护，和变电综合自动化装配年夜大都实现了微机自动控制，它们以通讯网络技术为根蒂根基，把各类继电庇护装配及自动装配与RTU和调剂端毗连起来，使变电站实现高、高速度、高灵活性和低成本的生产治理。但由于变电站的非凡情况，如强电磁场等众多身分的影响，使变电站的二次装备遭到各类各样的干扰，为提高其运行的平安和工作的靠得住性，在变电所设计时应斟酌周全，凭据分歧的干扰源，接纳响应的抗干扰措施，总结抗干扰的经验，逐渐到达变电所电磁兼容的要求。

1、干扰的主要来历

所谓干扰，就是指除有用旌旗灯号外还有可能对监视和操作装配的正常工作造成晦气影响的无用且不划定规矩变化的旌旗灯号。

变电所主要的干扰源有以下几种：

1、交变磁场干扰

在变电所里变压器、有年夜电畅通流畅过的电体缆(电线)、电抗器和电容等的四周都有极强的交变磁场。在交变磁场里的二次装备，包括导线、网络通迅回路城市遭到它感应，这些感应形成干扰电压。干扰电压的年夜小由一次装备与二次回路的相互空间位置来决议。这些干扰电压会致使二次装备CPU运行犯错，内存数据改变、当地监控的显示器图像变形扭曲和闪灼，网络通讯中数据改变或通迅中断，造成装备异常运行，对控制系统的破坏性强。交变磁场干扰是变电站内普遍的干扰。

2、电容耦合干扰

由于一次装备载流体对二次回路间存在有电容，如电压互感器和电流互感器凹凸压线圈之间的电容，电容式电压互感器的中心变压器两线圈之间的电容和高压母线与二次回路之间的寄生电容等，是以一次装备对二次电缆发生电容干扰。另外，在变电所内的年夜导线，包括二次电缆、装配内部的布线等。导线之间的相互耦合，一般可分为：统一电路板内电路间的耦合，板间I/O旌旗灯号线间的耦合，电源线与系统的耦合。从性上看，这样耦合是电场耦合或磁场耦合。是干扰二次装备工作的缘由。

3、地电位差干扰

在电力系统中，输电导线对年夜地的容性电流或假设某一装备对地尽缘不良，城市生产不稳定的漏电流，哄骗年夜地作为电气接地线，也会发生较年夜的地电流。地电流在年夜地中流动会发生电压差，在变电所内地面形成的电位差，使站内两头接地电缆芯和屏障层发生电流形成干扰。假设二次装备接地地址选择不妥，漏电流会使各点之间存在电压差，使二次装备经常发生不肯定的故障。

4、自然干扰

自然干扰是指年夜自然现象所引发的干扰和来自的电磁波辐射干扰，如雷电、年夜气低层电场的变化，电离层变化、太阳黑子的电磁波辐射等，是不成消除的干扰。其中雷电干扰为严重。雷电不仅会造成二次电源模块的损坏，还会烧毁通讯口和输进模块。

5、电源系统引进的干扰

许多二次装备采用高效率，小尺寸的开关直流稳压电源，这类电源假设滤波电容上堆集的能使端电压的某一值不能保证设计要求的电压时，会被装配判定为断电或故障，引发装配闭锁，而误动或拒动。变电所的二次装备遭到的干扰不单单是以上几种，干扰源也是各类各样的，而且不竭变化，如各类通讯器材、发生高频旌旗灯号的仪器等。但以上这些是多见的干扰，依照一样的方式可以分析其他的干扰源，接纳响应的软硬件措施，可以消除或削弱。

2、干扰的风险

微机庇护和监控装配既有数字部件，又有模拟部件，而干扰对数字部件和模拟部件所酿成的后果是分歧的。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转，在没有完善闭锁措施时将会致使动作；数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送毛病，从而致使装配运行故障或功能故障。因而可知，干扰轻则造成数据传送毛病，重则造成庇护拒动或误动，城市严重影响电力系统供电的靠得住性。

3、干扰的防范措施

⒈软件抗干扰措施

软件抗干扰是指在软件设计中接纳针对性措施，避免窜进微机庇护和控制装配内部的干扰旌旗灯号。

二次装备的软件抗干扰就是把收集到二次装备的干扰旌旗灯号用各类数字进行滤波消除或削弱。数字滤波是经由过程法式实现的，所以在装备选型时就应当斟酌，它无需增加硬件装备，只需修改一下软件，增加一些对输进旌旗灯号处置的法式即可。其功能在一定水平上可以取代模拟滤波器，甚至可以完成其不能完成的功能。而且使用利便灵活。滤波法式有几种，分歧的滤波方式可以到达改变滤波参数的目的，但对装备的判定和处置速度会生产分歧的影响，现对以下几种经常使用的软件滤波技术作简单介绍：

1)算术平均值滤波

算术平均值滤波就是将本次现实采样值和前几个周期的收集值进行算术平均获得的值作为要次采样值。其特点是：对采样旌旗灯号进行算术平均，获得平滑的数据。可以抵制周期性的干扰旌旗灯号，所取的采样值越多，数据的平滑水平越高。但这类算法对那些活络度很高的装备是不适合的，它使活络度下降，而且所取的采样值越多，活络度越低。

2)加权平均值滤波算法。

为提高活络度，可以采用加权平均值滤波算法，也就是将比来的采样值XN的比重在算术中加年夜，来提高装备对干扰的活络度。

算术平均值公式：YN＝(X1＋X2＋X3＋……＋XN)/N

加权平均值公式：YN＝(A1X1＋A2X2＋A3X3＋……＋ANXN)

其中0＜A1＜A2……＜AN

A1＋A2＋……＋AN＝1

3)一阶低通滤波算法

在模拟数字技术中可以用一阶低通滤波RC电路来削弱干扰旌旗灯号，可是RC滤波器的时检常数遭到电容器年夜小的影响，而使用一阶数字低通滤波就可不受硬件的影响，真效果是一样的。算法的公式暗示为：

Y(n)=ETs/TY(N-1) (1-ETs/T)X(n)其中Ts是采样周期，T是一阶滤波器的时间常数，Y(n-1)是滤波器的上次输出，Y/(n)是滤波器本次输出，X(n)是滤波器本次输进。

4)中值滤波算法

中值滤波算法就是把3个采样数据，按数值从小到年夜排列，取中心一个作为本次采样数据。这类算法能够有用地消除由于偶然身分引发的波动或由于采样元件不稳定酿成的误码等脉冲干扰。对于缓慢变化的进程比力有用。

5)复合滤波算法

复合滤波算法就是把中值滤波和算术平均值滤波两种方式连系而成。即把采样数据按数值从小到年夜排列，往失落年夜值和小值将余下的采样数据求平均值，这类方式集中两种算法的点，提高了滤波的效果。

6)法式判定滤波算法

法式判定滤波算法就是将比来的几个数据比力，求出差值，再与设定的答理值比力，判定是否为干扰旌旗灯号。可分为限幅滤波算法和限速滤波算法两种。

⒉硬件抗干扰措施

硬件抗干扰是指提高活络器件的抗干扰性能。

1）在硬件上将干扰源尽屏障失落

二次装备的外壳应屏障接地，装配的勾当部门也要靠得住毗连，好比柜门、机箱盖板等应与接地址靠得住导通，保证有秀的电气毗连。对变电站的墙壁，有需要时可安装金属网，地板町装防静电地板。

2）装配的接地址应准确、靠得住

这关系到系统的运行稳定和靠得住性。在实践中由于接地不良或方式毛病造成装备异常运行甚至损坏的事例很多，是以接地必需慎重处置。变电站一般需要设四套自力的接地系统：

⑴电气接地系统，用于UPS和隔离变压器屏障层接地，以避免电网杂波窜进系统；

⑵变电站室内屏障和防静电接地系统，用于站内屏障接地、防静电系统接地和装备机箱外壳接地；

⑶变电站防雷接地系统，用于避免雷击等风险；

⑷控制系统用地系统，为二次装备用的措施，不答理与其它任何装备相连，以免造成干扰。

上述四套接地系统尽对不允相互混用，在接地位置上要保证有一定平安距离。

3)对电源系统接纳的抗干扰措施

为了保证二次装备的靠得住运行，对装备的电源系统可接纳以下抗干扰方式：

⑴要保证供电电压波形稳定，可以使用UPS来稳定工作电源，并尽可以使用变电站的直流电源；

⑵应采用隔离变压器，隔离共模干扰，避免电网噪声干扰窜进控制系统，或强雷电压对装配的损坏；

⑶使输出回路尽短，以下降感应噪声，使用的电缆芯不能太小，减小压降，或提高其工作电源。

4)二次回路的抗干扰措施

⑴准确安装电缆的屏障层，采用带屏障层的控制电缆，可将屏障层一端接地或将屏障层在开关场和控制室内两头同时接地。通讯电缆的屏障层也应靠得住准确相毗连地；

⑵弱旌旗灯号导线不得与强电导线共用一根电缆，尽将它们分隔排放；

⑶交直流回路制止共用统一根电缆，避免造成相互干扰，或电缆芯尽缘下降造成短路，使交流电压传进直流回路，烧坏装备的电源模块或输进部件等；

⑷规范控制电缆的敷设，变电站设计时应斟酌好电缆沟的走向，避免与电力电缆距离过近，尽远离变压器中性点及避雷针、避雷器等地址，并尽不要平行于高压线，总之，尽远离干扰源；

⑸为二次装备和二次电缆敷设用接地铜排机关等电位面，消除地电位差干扰；

⑹电流互感器、电压互感器的二次回路应保证一点接地。电流互感器、电压互感器二次回路多点接地可能会引发庇护拒动或误动，这在电网事故中常有发生；

⑺电压互感器二次回路和三次回路应相互自力。对于电压互感器，曩昔传统的接线是TV二次回路和三次回路的中性线公用一根电缆芯接到N600小母线上，对于常规庇护而言也未发现不足的地方，且一直在系统内运用。随着微机庇护的普遍使用，其运用自产3Uo来实现接地标的目的庇护的特点使TV公用中性线可能造成零序标的目的庇护误动的风险也表露出来。由于二次和三次回路中性线共用一根电缆，使得微机庇护自产3Uo遭到了三次回路3Uo的影响，其影响主要由三次回路的负载电阻及共用电缆芯的电阻所决议。公用中性线，则可能使微机庇护自产3Uo和三次回路的3Uo反向，从而造成接地零序标的目的庇护正标的目的拒动，反标的目的误动的后果。

⑻可在旌旗灯号输进端加装无源滤波器，削弱窜进的干扰旌旗灯号。无源滤波器可分为“г”型和双“т型”。其中“г”型滤波范围较宽，“т”型滤波器的特征近似于工频谐振特征。它们对工频干扰都有较强抑建造用。

⑼变电站的所有开关的输进和输出触点(跳闸出口和监视旌旗灯号)和数字输出(如串口)都应采用光电隔离。

⒊其他抗干扰措施

⑴输进采样值纠错

⑵软件运行进程的核对，比力屡次核对的成效，不异才判定为准确

⑶法式出轨自恢复、增加看门狗WATCHDOG技术

⑷采用密码庇护方式

⑸采用系统容错设计技术，如动态冗余法，夹杂冗余法

⑹提高装配故障自动检测功能，实时发现、处置异常情况

4、竣事语

以上分析了干扰的来历和防范措施，之外还应注重，庇护屏各行下应敷敷设不小于100mm2的铜排作出屏障电缆的接地毗连点，用不小于50mm2软铜线将庇护屏内接地铜排与100mm2的接地铜排用螺栓或铜焊毗连，接地铜排的首结尾必需用铜焊毗连好，形成闭环回路，还应与控制室地网相毗连。同时，用接地铜排应敷设到户外端口处，与端子箱接地铜排靠得住毗连。

参考文献：

1、《电力系统继电庇护划定汇编》国家电力高度通讯中心，中国电力出书社

2、《无人值班变电站监控技术》中国电力制版社

3、《变电所继电庇护及自动措施》中国电力制版社

4、《接地技术与接地装配》中国电力出书社

5、《电磁兼容原理、规范和测试》北京国防工出书社