继电保护及自动化设备的电磁兼容评估
为验证继电保护及自动化设备的电磁兼容性能,国际电工委员会量度继电器和保护装置技术委员会已发布了一个综介标准即量度继电器和保护装置的电磁兼容要求(IEC60255- 26),该标准对辅助电源、交流输入回路、开入回路、开出回路、人机接日、通信接日、机壳等( c8 a5 F% O5 Z4 T
提出了相应的电磁兼容要求。: d3 d, e" |) l) z% `; R" f2 [
    本文仅针对微机型继电保护及自动化设备(以下简称装置”的组成特点分析一下抗扰度试验对它们的影响。6 v2 ^; B/ y9 l0 u" z9 `
一、辅助电源
7 L9 x3 i* y" N* j    辅助电源提供装置正常工作所需的是DCSV.DC +}SV或+}2V,DC24V等的工作电源。
$ d: ^5 u9 l( G! s, o4 l! ?    对开关电源的正常工作有影响的电磁兼容试验项目是:辐射电磁场抗扰度、射频传导抗扰度和浪涌抗扰度,以及电源电压的跌落、短时中断和电压波动。辅助电源端日的抗扰度试验如表1所示。
) E. x2 M" n0 q6 t( @) r& U    辐射电磁场抗扰度和射频传导抗扰度对开关电源的影响机理是一样的,都是在一些频点影响开关电源的反馈回路,造成输出电压的波动从而影响装置的正常工作。3 i5 ]+ d6 G3 d! p8 y" g2 G0 T2 R6 Y, A
    浪涌抗扰度试验则对开关电源的绝缘强度有较大威胁,带过压保护的开关电源也会出现保护误动无电压输出的情况,使装置失去工作电源。
- f! E7 L, L) v* |: X( h( e) v6 e    }h}速瞬变十扰一般小会对开关电源自身的工作造成影响,却对继电保护装置整体的快速瞬变抗扰度至关重要。开关电源有一个重要作用,就是对电源通道上传入的各种电磁十扰进行有效的隔离和衰减,防比十扰信号窜入装置内部,引起装置系统的死机或混乱。# R& H& [5 o7 d8 c/ U  g" X3 e
    二、交流电压、电流输入回路
- ?" s% E: U: H$ V; A# _    PT, CT原、副边中问的屏蔽层对十扰信号有一定的衰减作用。屏蔽层的良好接地,可使对十扰信号的耐受值得到明显提高。
2 x6 a4 O, B" \# e* N' H! |    PT, CT的进线要尽可能的短,出线则应尽可能的远离进线,避免原、副边引线的自接祸介。
5 D6 @$ a) T8 _2 h4 z& P" b5 y% e    振荡波抗扰度试验对PT, CT回路的影响小是太大。
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# Q. ]/ U* v, G2 F: B) r% o入绕组间的介质强度。( Q, J  T0 b; T( A% h
    对交流输入回路而言,其后续电路(如运放、模拟开关、A/D转换电路)对快速瞬变十扰、射频传导十扰和辐射电磁场十扰敏感。运算放大器对十扰信号常常小加区分地给子放大,致使装置误动。射频传导十扰和辐射电磁场十扰,主要是通过分布电容和祸介电容影响放大器的正常工作。对A/D转换电路的影响,斤民重要的原因就是A/D转换依据的基准电压受到十扰,使采样值发生改变,造成装置保护动作行为的异常。' ^  Y6 t4 L! E- v
    三、开入、开出回路  ?" U# X9 h2 x6 {& }& u6 U5 Y
    }h}速瞬变脉冲群十扰主要是通过开入回路侵入到系统内部造成整个系统的紊乱。开入回路要做到与内部系统的充分隔离,一定要使用光电祸介器或史有效的器件。隔离器件的输入/输出布线一定要分开。' w4 T' e# J/ U! I1 D( u6 S
    浪涌和振荡波十扰常常会引起开入信号误变位,这可以通过增加开入电源滤波,改进输入回路的输入阻抗。9 T0 u$ h9 A/ G8 \6 Y
    开出回路引入的十扰,常常是因为输出线过多和在装置内部布线过长。这些现象可通过改变输出引线的布局加以改善和xx。输入和输出端日的抗扰度试验如表2所示(射频场感应的传导骚扰、快速瞬变、1 MHZ脉冲群等的试验规格、单位、弓}用标准同表1> o5 ?3 T& w5 i7 ?: F9 B& n% E: }, Y
    四、接地线% [, ?1 i5 ~4 P# R+ Z
    在整个试验过程中,小管EMl或EMS都应保证接地
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  C1 Z$ L9 d0 h连接的可ii性。接地端日的抗扰度试验如表3所示。
; y. \% O# D( a% X  F    五、外壳
( q. h7 {3 `5 g: H  h( V; p    对装置机箱的考核试验,主要是静电放电和辐射电磁场抗扰度试验。外壳端日的抗扰度试验如表4所示。& ?) p+ r4 L! i' w  c3 P, C) z
    六、通信接日, Q# Y4 q- C. a
    通信接日也必须进行有效的隔离和防护。通信端日的抗扰度试验如表5所示(射频场感应的传导骚扰的环境现象、试验规格、单位、弓}用标准同表1) o4 J+ n/ d! Q8 i! j- B% O8 T: h- v
    一七、人机接日1 G. k1 N' M+ Y- P; S
    电磁兼容试验对人机接日的影响非常明显,快速瞬变十扰常常造成显示系统的黑屏、花屏、显示紊乱等,并且还可能山于人机接日电缆较长,使瞬变十扰可能通过该电缆进入CPU系统,进而影响整个装置的正常运行。要求尽可能将人机接u与主机CPU进行电7 E% [; y, G( G0 g; a5 @) b
气隔离,包括信号隔离和电源隔离。人机接日所用的电源要和CPU所用电源分开,或用DC/DC变换器隔离。另外,人机接日和系统的连接电缆要尽可能的短。
0 P7 ]- I6 K! P# s4 b, e& p    八、结束语
7 R& A6 ~- L" e+ f; W/ `1 W    以上仅是一些常见试验现象的归纳,山于各个装置都有自己的技术特点,对各种抗扰度试验的响应也小尽相同。小尽相同。电磁十扰的种类很多,抗十扰的方法和乎段也多种多样,可以说是一门试验技术,因此要及时学习跟踪,积极采用,以此小断提高继电保护及自动化设备的电磁兼容能力。
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