微機(jī)繼電保護(hù)的電磁兼容與防護(hù)策略研究

朱重陽(yáng)　 楊杰　 常威　 寇鵬偉

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)被廣泛用在電力系統(tǒng)中作繼電保護(hù)，能夠使電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定的、安全的運(yùn)行，本文對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置在工作環(huán)境中產(chǎn)生電磁進(jìn)行了分析，并對(duì)繼電保護(hù)裝置的抗干擾提出一些措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：微機(jī)繼電保護(hù)；電磁兼容；防護(hù)策略

目前，我國(guó)的電力系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下得到了飛速的發(fā)展，微型機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，進(jìn)而保障了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性的運(yùn)轉(zhuǎn)，為電力發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。變電站大量的聚集了繼電保護(hù)裝置，使得電磁能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)，這就造成了電磁干擾，所以解決電磁兼容的問題已經(jīng)變得尤為重要，進(jìn)而為繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行提供必要條件。

一、微機(jī)繼電保護(hù)裝置在工作環(huán)境中的電磁干擾

微機(jī)繼電保護(hù)裝置通常都是在電力系統(tǒng)中的變電站內(nèi)安裝，因此在發(fā)電廠內(nèi)和變電站內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的電磁，對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，而發(fā)電廠和變電站是產(chǎn)生相對(duì)復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此大多數(shù)的電磁干擾都會(huì)在變電站和發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生。下面就針對(duì)變電站電磁干擾的特征進(jìn)行介紹如下：一是雷電沖擊，通常在變電站工作環(huán)境下的雷電沖擊是不能對(duì)二次回路有影響的，是通過(guò)渠道的方式產(chǎn)生電磁干擾，在高壓線路上，雷擊會(huì)通過(guò)大氣進(jìn)行傳播，產(chǎn)生電壓能夠使大氣以行波的方式傳播到變電站，之后經(jīng) CT、PT 等進(jìn)行二次回路的傳遞。當(dāng)雷擊沖擊變電站，與接地元件產(chǎn)生電磁時(shí)，會(huì)注入電流在接地網(wǎng)，進(jìn)而使電位發(fā)生移動(dòng)，從而加大流過(guò)接地電纜的電流。二是系統(tǒng)短路故障，當(dāng)微機(jī)繼電保護(hù)裝置與接地系統(tǒng)進(jìn)行了連接時(shí)，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多電流，當(dāng)大電流的接地系統(tǒng)發(fā)生短路情況時(shí)，短路電流將會(huì)流入接地網(wǎng)，因此就升高了整個(gè)接地網(wǎng)的電位，如果二次回路與接地網(wǎng)的接地距離很近，這也會(huì)使接地點(diǎn)的電位升高，同時(shí)產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象。三是開關(guān)操作，也就是對(duì)高壓線路的開關(guān)操作短路操作，隔離開關(guān)操作，投入電容器，退出電容器，變壓器的投入，電抗器的退出。這些操作都是通過(guò)電容電感等元件進(jìn)行的，通過(guò)開關(guān)的操作使電容上的電荷發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電壓，并在二次回路中表現(xiàn)為一個(gè)衰減震蕩的過(guò)程，通過(guò)CT， PT 等直接耦合到二次回路中，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的、快速的脈沖和電磁干擾。四是高壓線路會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的工頻電磁場(chǎng)，在電力系統(tǒng)的變電站中， 高壓線路會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，母線也有可能產(chǎn)生一定強(qiáng)度的工頻電磁場(chǎng)。通常情況下， 電壓的等級(jí)會(huì)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度變化而變化，電壓等級(jí)會(huì)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度而改變， 當(dāng)電壓等級(jí)升高，磁場(chǎng)強(qiáng)度反而會(huì)降低。五是輻射會(huì)影響場(chǎng)地的干擾，這些輻射大部分來(lái)自于變電站內(nèi)的工作人員使用的通訊設(shè)備，比如手機(jī)、無(wú)線電設(shè)備等。除此以外，也要對(duì)變電站的設(shè)備產(chǎn)生的輻射引起重視，因?yàn)楫a(chǎn)生的輻射會(huì)干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。還有靜電放電也會(huì)產(chǎn)生輻射，也會(huì)造成電磁的干擾[1]。

二、微機(jī)繼電保護(hù)裝置抗干擾的防護(hù)策略

電磁干擾是一種在電力系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象，因此微機(jī)繼電保護(hù)裝置干擾，一定要采取有效的措施進(jìn)行解決。通常電磁干擾都是需要一定的防護(hù)策略進(jìn)行設(shè)計(jì)。電磁干擾是與微型機(jī)繼電保護(hù)裝置有著直接關(guān)系，通過(guò)繼電保護(hù)裝置的每個(gè)端口進(jìn)入到變電站的內(nèi)部，如果裝置內(nèi)部的回路元件分布不均勻時(shí)，干擾模式會(huì)產(chǎn)生變化，同時(shí)對(duì)形成的回路進(jìn)行電磁干擾。在傳播干擾的過(guò)程中，主要有三種傳播方式，屏蔽、接地、濾波。除此以外，在二次的回路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，其主要是通過(guò)傳導(dǎo)干擾的方式進(jìn)行傳播，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要考慮電磁干擾會(huì)帶來(lái)的問題，要重視設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。

（一）微機(jī)繼電保護(hù)裝置的屏蔽

對(duì)于微機(jī)繼電保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)， 為了防護(hù)外部的電磁干擾影響直接耦合到內(nèi)部裝置和元件設(shè)備裝置，都是采用插件來(lái)進(jìn)行屏蔽，屏蔽就是電磁感應(yīng)和靜電輻射的屏蔽，進(jìn)而保護(hù)微機(jī)裝置內(nèi)部。為了能夠深入的對(duì)電磁干擾進(jìn)行考察，需要采取有效的措施對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行靜電屏蔽，那就通過(guò)對(duì)電磁傳播的途徑進(jìn)行分析，從而能夠通過(guò)直流電向其他的插件進(jìn)行傳播，快速分散電磁干擾。當(dāng)電流進(jìn)入到微機(jī)保護(hù)裝置，可以通過(guò)直流弱電回路進(jìn)行傳播，同時(shí)VFC插件、交流插件、邏輯插件可以從輸入激勵(lì)量端口、輸入端口、輸出端口、通訊端口進(jìn)入從而使得微機(jī)繼電保護(hù)裝置的屏蔽，傳導(dǎo)干擾。這就是微機(jī)繼電保護(hù)裝置抗干擾的有效措施（如下圖）[2]。

電源端口引入的傳導(dǎo)干擾圖

（二）微機(jī)保護(hù)裝置的濾波

在微機(jī)繼電保護(hù)的電磁兼容過(guò)程中，產(chǎn)生的電磁干擾是客觀存在的，不能被消的。因此可以通過(guò)設(shè)置濾波器的方式來(lái)降低干擾進(jìn)而到達(dá)防護(hù)的目的。要提高微型計(jì)算機(jī)的技術(shù)水平，減輕干擾造成的影響，通過(guò)實(shí)踐證明，濾波器可以保護(hù)裝置，進(jìn)而保護(hù)裝置抗干擾，這是一項(xiàng)有利的舉措，尤其是在保護(hù)抗干擾能力方面起到了一定的效果[3]。

三、結(jié)論

綜上所述，微機(jī)繼電保護(hù)的電磁兼容是電力系統(tǒng)中重要的應(yīng)用，微機(jī)繼電保護(hù)裝置的抗干擾的措施能夠防護(hù)電磁的干擾，這一策略在裝置要在設(shè)計(jì)初級(jí)階段就要給予足夠重視，避免在防護(hù)問題上降低解決費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鵬宇.微機(jī)繼電保護(hù)裝置電磁兼容研究[J].電子測(cè)試，2016，12.

[2]唐偉.微機(jī)繼電保護(hù)的電磁兼容問題分析[J].科技傳播，2014，05.

[3]黃蕙.微機(jī)繼電保護(hù)硬件系統(tǒng)的抗電磁干擾設(shè)計(jì)策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，10.

作者簡(jiǎn)介：朱重陽(yáng)（1983），男，漢族，河南項(xiàng)城人，本科，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。