提高微机继电保护装置可靠性的措施

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1、第7章提高微机继电保护装置可靠性的措施7.1微机保护装置的电磁兼容性设计7.1.1电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径电磁兼容性（EMC，ElectroMagneticCompatibility）是指电器、电子产品能在规定的电磁环境中正常工作，并不对该环境中其他产品产生过量的电磁干扰。包含着两方面要求：电磁敏感性（EMS，ElectroMagneticSensitivity)是指设备在包围它的电磁环境中能够不因干扰而降低其工作性能。电磁干扰（EMI，ElectroMagneticInterference）是指能够产生电磁干扰的设备，在工作时不会使同一

2、电磁环境中的其他设备因其电磁发射而不能正常工作。电磁干扰的传播方式：①辐射：电磁干扰的能量通过空间的磁场、电场或电磁波的形式，使干扰源与受干扰体之间产生耦合。②传导：电磁干扰的能量通过电或电磁波的形式，使干扰源与受干扰体之间产生耦合源线和信号电缆，以电压或电流的方式传播。干扰信号的频率：低频干扰（DC至10~20kHz）、高频干扰（几百兆赫，辐射干扰可达几千兆赫）瞬变干扰（持续周期从数纳秒到数毫秒）。国际电工委员会（IEE）于1990年推出了新的电磁兼容基础性标准IEC1000-4标准。该标准的应用场合为：①居民区和商业场合下的公共电源网络；②工业场合的

3、电源网络；③在公共电源网络和工厂（包括控制室）中的控制线路；④在电站中的电源及控制线路；⑤通信线路；⑥一些有专用电源的电气设备。目前我国微机保护装置应符合的电磁兼容标准有：辐射电磁场干扰试验应符合GB/T14598.9规定的辐射电磁场干扰；快速瞬变干扰试验应符合GB/T14598.10规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰；脉冲群干扰试验应符合GB/T14598.13规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一个半波为电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰；抗静电放电干扰试验应符合GB/T14598.14规定的严酷等级为III级的抗静电放电

4、干扰等。微机保护装置本身的功率非常小，不可能发射足以影响其周围电气或电子设备工作的电磁干扰，因此，对它的电磁兼容性设计也就集中在降低其电磁敏感性，以提高抗干扰能力。对微机保护装置的电磁兼容性设计，主要考虑从一次侧耦合过来的干扰，以及其他二次设备对装置本身的干扰。主要干扰来自以下几个方面：1．低频干扰1）高、中、低电压电网中的谐波干扰，一般应考虑到40次谐波（2000Hz）。2）电网电压跌落和短时中断。3）电网三相电压不平衡和电网频率变化引起的干扰。3）电网三相电压不平衡和电网频率变化引起的干扰。2．高频干扰1）20kHz以上的电压浪涌，50kHz以上的电

5、流浪涌。它们是由电网中的开关电器操作，变压器、电动机及继电器等感性负载的投切和雷击等因素造成的。2）快速瞬变脉冲群干扰。3．静电放电干扰微机保护装置会受到来自雷电、操作者和邻近物体对设备的放电。4．磁场干扰1）工频电流或变压器磁场泄漏产生的工频磁场干扰。2）由雷电引起的脉冲磁场干扰。微机保护装置的电磁兼容性设计，就是针对以上干扰源，从硬件电路和软件设计上采取措施，一方面抑制这些干扰，另一方面提高自身的抗干扰能力。7.1.2微机保护装置硬件的电磁兼容性设计1．静电放电干扰的抑制静电放电分为直接和间接放电，前者是通过直接产生放电，后者则是通过辐射耦合产生放电

6、。抑制静电干扰最有效的方法是让设备的外壳与大地良好地接触。因此，保护装置开关电源的金属外壳应当与本体金属屏蔽外壳可靠连接，同时必须把本体金属屏蔽外壳直接接地。2．减小电网电压跌落和短暂中断的影响电压跌落指电网电压值偶然降低10％~15％，持续时间为0.5~50个周波；短暂中断则是100％的电压跌落。造成电压跌落的原因：大多是电网中大容量负荷的投切，电网因某种原因造成瞬间短路后又恢复，短路或接地故障情况下线路开关电器的连续快速重合闸等。电压跌落和短期中断会使保护装置因电源不能正常工作而引起实时数据丢失，一次开关电器误动、拒动等问题。相应措施：采用具有宽输入

7、电压范围并带有储能电容和电感的开关电源为保护装置供电；增设对电源供电质量的监视，在电源电压跌落到极限值后，保护装置会报警并闭锁一些服务功能。3．滤除快速瞬变脉冲群的干扰这类干扰源主要是保护装置输出继电器接点弹跳或一次真空断路器操作时产生的电弧，脉冲周期在50us以内，脉冲群重复率为1~100次/s，尖峰电压为200~3000V。其特点是：单个脉冲上升时间快，持续时间短，能量低，但重复频率较高。虽不会使装置损坏，但可能会产生干扰，影响其可靠工作。由于脉冲群的频率远远高于系统的正常工作频率，消除它的影响最有效的方法就是滤波。（1）设置电源线路滤波器（2）消除

8、模拟量输入通道的干扰（3）设置保护装置专用采样互感器的二次侧滤波器（4）用瞬态电