浅谈电力自动化抗干扰技术及其应用实践

浅谈电力自动化抗干扰技术及其应用实践

(国电南京自动化股份有限公司江苏南京211100)

摘要:电力自动化系统,已经成为国内比较普及的电力工作体系,但如果在干扰问题上没有充分的解决,势必会在今后的工作中产生非常恶劣的影响。文章针对电力自动化抗干扰技术及应用展开讨论,并提出合理化建议。

关键词:电力;自动化;抗干扰;应用;技术

1干扰的影响分析

电力自动化系统的运行,主要表现为自动化运行,其具备的可靠性、安全性、可行性均是比较高的,因此出现问题的概率比较低。从现有的工作来看,由于电力自动化系统的运行效率偏高,因此受到干扰的概率是比较大的。图1表示“使用屏蔽信号电缆增加抗干扰示意图”。电力自动化系统周围,会自动形成电磁场,当电磁场的强度达一定的标准后,就会突破电力自动化系统自身的承受范围,从而产生很大的干扰。除此之外,电力系统当中的不同组成部分,互相之间也有可能产生干扰的问题。针对干扰的影响进行分析,能够在日后的工作中进一步明确工作的方向。

图1使用屏蔽信号电缆增加抗干扰示意图

1.1对电源回路的影响

电力自动化系统中,存在着大量、复杂的电源回路,如果干扰对电源回路产生相应的作用,那么最终造成的影响则非常严重。首先,干扰源的类型较多,任何一类干扰源针对电源回路产生作用后,有可能导致整体上的监控设备出现不稳定的情况。例如,原本清晰的画面,会因为干扰源的作用,导致出现雪花的现象,甚至是完全看不到任何的图像。在这个过程中,发生任何事情都无法第一时间获得相应的信息,从而导致的安全问题严重。其次,干扰源对计算机保护子系统将造成不良影响。电力自动化系统的运营,与计算机具有密切的关系。每一个计算机保护子系统,其负责的保护内容具有较大的差异,当其受到了干扰源的不良作用后,自身的保护作用无法及时的运行,对计算机整体系统而言,存在比较严重的威胁。第三,干扰源在持续的作用后,将针对电力自动化系统的正常运行,产生极为恶劣的影响。最常见的情况就是,系统自身出现了暂停运行的问题,又自动的恢复运行。

1.2对模拟量输入通道造成影响

现阶段的电力自动化系统,整体上的优化水平较高,未出现严重的恶性循环。从客观的角度来分析,干扰源的出现,还会对模拟量输入通道造成比较严重的影响。电力自动化系统虽然是通过很多设备来实现的,但大部分内容都表现为虚拟的情况,模拟量输入通道是信息、数据的重要通道,倘若其受到了干扰源的严重影响,那么造成的经济损失、设备损坏、人员安全等,都是无法估量的。例如,干扰源在产生相应的作用后,模拟量输入通道就无法按照正常的情况进行运作,很多的模拟量都不能正常输入。此时,二次线引入电压以后,电压电流互感器的数据采集将表现为严重的错误现象,导致数据保护系统陷入到一定的瘫痪状态,几乎所有的数据采集信息都表现为无效的状态。在现实的工作当中,一旦干扰源变得强烈,将直接导致电力自动化设备、装置发生严重的损坏,其构成的经济损失非常突出。

1.3对CPU和数字回路的影响

电力自动化系统在运行的过程中,CPU和数字回路是两个非常重要的组成部分,任何一个方面出现问题,都将对后续的发展产生严重威胁。首先,CPU作为电力自动化系统的核心,其受到了干扰源的影响后,本身的运行速度和运行效果都将出现严重的阻碍,无法在规定时间内完成相应的运算任务、处理任务等,进而导致整个电力自动化系统的设备运行出现不协调的问题,生产、加工都受到了严重的影响。其次,数字回路在受到干扰源的影响以后,会失去对程序的控制,导致很多设备的运转表现出严重的混乱状态。当前的很多电力自动化系统都表现为大型的情况,数字回路在受到干扰源的消极作用后,产生的经济损失是非常严重的。

2电力自动化抗干扰技术的应用对策

在现阶段的发展中,电力自动化系统的运转,已经实现了高度自动化的特点。与此同时,我们针对干扰问题的处理,不能停留在传统的人工层面上,而是要利用“电力自动化抗干扰技术”来完成。简单而言,该项技术是针对干扰处理的专业技术,能够自动发现干扰、分辨干扰的类型,及时发出相应的干扰警示,从而达到对干扰问题的快速、有效处理,避免干扰反复的发生。

2.1抗静电放电干扰

图2落地式设备静电试验示意图

电力自动化抗干扰技术在应用的过程中,首先要应对的干扰问题就是静电放电干扰。从类型上分析,该干扰源是比较常见的一种,大多数情况下,静电放电干扰所产生的影响较小,但是影响的频率比较高,容易反复的对电力自动化系统产生作用。在某些大型的机构当中,对静电放电干扰的处理要求是非常严格的,因为该干扰源在持续的作用后,将会成倍的提高消极影响,最终造成的破坏非常严重。通过开展相应的实验后,能够对抗静电放电干扰有一个深入的了解,图2所示落地式设备静电试验示意图。

本文认为,通过运用人体静电放电的手段,可以对电力自动化系统进行干扰试验。大量的试验结果表明,电力自动化设备在正常运行的过程中,常常会产生静电放电的现象,如果这些电磁信号被系统发出,就会干扰自动化装置的正常运转,使装置的部分功能或全部功能丧失,导致电力自动化系统无法正常运行。现阶段,防静电干扰的手段主要包括以下三种:一是运用金属面板的机箱,利用整体式的金属面板或机壳代替插件式的金属面板,确保面板与机箱之间具备良好的导电效果;二是使面板上的装置尽量减少,尽量将装置放在其他位置,以避免干扰信号进入装置中对装置的元件造成影响;三是对面板实行全面覆盖,要利用面板膜对面板进行覆盖,并且要保证将面板上的所有装置都覆盖起来,以隔离静电放电的干扰。

2.2抗瞬变信号干扰

干扰问题的处理过程中,除了抗静电放电干扰外,瞬变信号所产生的干扰也表现为日趋严重的情况。现下的很多电力自动化系统,其运行的过程中,都必须依靠足够的信号支持,才能完成对电力系统的全面掌控。瞬变信号干扰在发生作用后,虽然仅仅是在短时间内造成干扰,但这足以导致很大的损失产生。为此,抗瞬变信号干扰问题的解决,依然要通过电力自动化抗干扰技术来完成。例如,在抗瞬变信号干扰时,可通过相关的仪器、设备完成,如图3所示。

结合以往的工作经验和当下的工作标准,建议在抗瞬变信号干扰的处理中,可通过以下几个方面来解决:第一,可以利用多层印制板防止瞬变信号的影响。多层印制板具有很强的抗干扰作用,通过电源回路的板间电容,阻止各种干扰脉冲,使干扰脉冲无法对电源造成影响。此外,由于多层印制板上有足够大的器件布局空间,会使器件的布局更加的简洁、整齐,有效降低串扰耦合的发生率。第二,要合理装置回路的布线与配线,精心安排线路的布局方式,在完成线路布局后,要尽快利用隔离器件隔离。要合理把握布线的长度,不要使其过长,并避免将布线与其他线路捆扎在一起。第三,对开关电源要合理设置,发挥开关电源抗电源回路干扰的作用。在开关电源的设置方面,要对进出线进行分开布局,如果需要在面板上安装电源开关,必须确保将开关的连线置放于滤波器的背面,并且在安装时采用屏蔽线。

图3瞬变电磁仪

3总结

本文对电力自动化抗干扰技术及应用展开讨论,从已经获得的工作成果来看,很多地方在应用电力自动化抗干扰技术时,均取得了理想的效果,能够积极的从客观实际出发,未表现出恶性循环的情况。今后,需要在干扰问题的解决上,进行深入的讨论和分析,保持电力自动化抗干扰技术的应用多元化,将专业水平最大限度的提升。

参考文献

[1]孟汾兰.抗干扰技术在电力自动化装置中的应用分析[J].科技经济市场,2014,09:8-9.

[2]张虹,常换梅,张海燕.浅谈电力自动化抗干扰技术的应用[J].黑龙江科技信息,2015,10:47.

[3]王锋.抗干扰技术在电力自动化装置中的应用分析[J].黑龙江科技信息,2015,09:60.

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