综合自动化系统中电磁兼容的接地技术及其实践

对电磁兼容接地技术进行研究探讨,分析110kV无人值班变电站中的综合自动化设备因接地布局不合理而出现的电磁兼容问题并提出整改措施和建议方案,为接地设计提供参考。

科技论坛 l I l陶晶涛

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综合自动化系统中电磁兼容的接地技术及其实践(中国华电集团哈尔滨发电有限公司生技部，黑龙江哈尔滨 10 0 ) 5 0 0摘要：电磁兼容接地技术进行研究探讨，对分析 10 V无人值班变电站中的综合自动化设备因接地布局不合理而出现的电磁兼容问题并提 1k

出整改措施和建议方案，为接地设计提供参考。 关键词：电磁兼容；接地技术；综合自动化；干扰随着电力系统容量规模增大，以计算机和微处理机为基础的继电保护、电网控制、通信设备等微电子设备的广泛应用使电力系统的自 f l动f￣ _平 J得到提高，同时电磁兼容问题也日益突现出。来例如：集继电保护、、 A A功能于一体的变电通信 S D C 站综合自动设备出现不明原因的误报警、误显示； 装设在高压开关上的 1 k 0 V保护设备出现通信异常或装置死机等现象。这些现象说明电磁干扰已 严重影响二次设备的正常工作及系统的安全可靠性，所以研究变电站综合自动化设备电磁干扰问干扰。b .不要随便往机壳上接地线，否则会破坏树通信中断或死机等异常现象，给变电站安全运行该变电站 1k 0 V系统是通过 4 2 2叉结构。c增加或外连设备时，切忌破坏一点接地带来极大的威胁。原则：外连设备多为监控、通信之类。如距离近、信端口与安装在主控室的保护通信管理机通信。在息量大，应考虑把地干线合用—个地桩，以求地电异常现象发生后，通常可以通过复位通信管理机位一致。同时，在信号传输中，也应保证一点接地或保护测控装置使通信恢复正常，但某些时候需或用变压器、光耦器等手段力以隔离防止形成地更换插件后才能恢复正常。 I I针对这些现象，泉州电 干扰。对距离远、信息量少的外连设备，不一定要业局组织相关人员进行仔细分析并要求厂家在实共用—个地桩，但应保持一点接地，必要时可加隔验室对相关产品进行试验，根据试验结果及对现离。同时，传输线的屏层应有保护绝缘，以防多点场环境的分析， 初步认为存在电磁兼容问题。 O V lk 碰地形成环路。对新增设备，也应一点接地。有些高压室的电磁环境比较恶劣，对微电子设备产生新设备的机壳底板就是信号地，却用钢螺栓连到的电 磁干扰影响了装置的正常工作。为了更好地柜体上，导致信号地与安全地跨接，引

入干扰。 找出因， 2 o年 7原在 02月泉州电业局与厂家在该 2装置和屏柜的接地布局变电站进行了电容器投切的干扰试验。整改后， 系 2单台装置的接地。 . 1一台装置要实现设计要统运行隋况有所改善，但效果不明显，还偶尔出现求。往往含有多种电，比如低电平的信号电路以往的异常现象，路电容器及操作 1k 0 V开关时对微 (如高频电路、数字电路、电路等 )模拟、高电平的电子设备的电磁干扰依然存在， 且长期冲击的积功率电路(如供电电路、继电器电路等 );另外，为累将导致保护测控装置芯片的软击伤。要彻底解了安装电路板和其他元器件和抵抗外界电磁干扰决问题必须对保护测控装置进行接地改造，给系 需要外壳具有一定机械强度和屏蔽效能。根据树统—个良好的运行环境。 叉型接地系统方式，典型装置的接地布局如图 l 4变电站保护测控装置的接地改造方案41 .保护测控装置的接地隋况。开关柜内一次设备的接地参照交流电气装置接地的相关规定。 二次设备主要是保护测控装置的接地问题 (电度表不接地 )保护测控装置有三个接地点：置的。 逻辑地，即信号地 .装置的机壳接地；通信电缆 b . c .屏蔽层的接地。原有的接地情况是：三个接地点均通过安装在开关柜体上的接地螺栓，进线高压电 缆的屏蔽层等也接在开关柜体上。 .接地存在的 4 2问题。根据以上对接地技术的分析，可以看出 1k 0 V开关柜的接地存在以下问题：&保护测控装置的信号地线与装置机壳地线接在一起保护测 .

题并提出相应对策十分必要和紧迫。 对电磁兼容的接地技术以及装置和屏柜的接地布局进行分析探讨；并针对泉州电业局变电站中的综合自动化设备因接地布局不良而出现的 E C问题， M根据接地技术理论分析，提出了综合自 动化设备的改造方案。方案实施后取得了良好的效果。 1接地技术的基本分析为了消除接地干扰，综合采用不同接地方式，各电路之间的接地布局首推使用“树叉型接地所示。单台装置的接地应注意以下几点：为防止 a系统”方式。 1树叉型接地系统。 . 1树叉型接地方式实际上机壳带电，危及人身安全，机壳应接安全地 .为防 b .大电流电路和强功率电路对低电平电 是灵活地采用了单点接地方式，将电路按信号特止高电压、应将它们的接地分开。前者为功率地

性分组，将相互不会产生干扰的信号放在一组，一路的干扰，强电地 ),后者为信号地(弱电地 ),而信号地又分组内的电路采用串联单点接地，不同组的电路采 (用并联单点接地。这样使得接地系统既不形成“共为模拟地和数字地，信号地线应与功率地线和机地阻抗”又不产生“,地环路”可解决电磁干扰问壳地线相绝缘。 ., 2屏柜的接地。当多个装置组成 2屏柜内应设供多题。l地支线。地支线是树叉地线系统的组成部个系统安装在一面屏柜上时， 2分，它存在的目的有两个：保证多级并联一点接个装置信号地线接地的公共接地板，接地板铜排 a . 0 m功率地线和装置机壳地地的树叉结构形成 .减少地线数量， b .使空间不拥的截面应不小于 10 m。挤且相互干扰少。比较复杂的产品，地支线可分为线可通过接地螺栓直接接在屏柜的机壳上。屏柜 a各装置的信号地四条或三条，对于较简单的产品也可分为二条。地的接地应注意以下几：屏柜内机壳地线相绝缘。信号地线应支线可分为模拟地支线( a、 G)数字地支线( d、 G)功线均应与功率地线、率地支线( )安全地支线( s。 Gp、 G )对于某些产品或采用绝缘铜绞线或电缆，不允许使用裸铜线，不允机柜内大小信号相差不大时，只用一条信号地支许与其他接线混用 . b各装置的信号地线分别引接线即可，不分模拟地支线、数字地支线；也可将功至屏柜内的总接地铜排总接地铜排应与屏柜壳 2 2 .当多个屏柜组装在率地支线与安全地支线合并。信号地支线应与功体绝缘。 3系统的接地。 31率地支线或机壳地支线相绝缘。每个地支线上均起形成—个系统时，若屏柜太多，将导致地线过连有若干同类电路(电平相近，互干扰小)而这些多。,对此，可以考虑辅设两条互相并行目与系统外电路也应尽量有各自的电源，构成—个个独立回壳绝缘的半环形接地母线：—条为信号地母线， 即一条为屏蔽地及机柜外壳地母线。 系路，昆，不宜}连以减！阳抗干扰。1地母线。地总接地铜排；哄 . 3母线一般为汇流条(,线)连在地支线端点，以建统内各信号地就近接到信号地母线上，系统内各用立同一类型的不同电路的公共电位，并与地支线屏框及机柜外壳就近接到屏蔽地及机柜外壳地母沟通。地母线与地支线要一点互连。l保证树叉线上， 4 两条半环形接

地母线的中部靠近安全接地接地系统不受破坏的注螺栓，屏蔽地及机柜外壳地母线接到安全接地螺信号地母线接到信号地螺栓上。 .接地母 22 3意事项：接地线应绝栓上； a不允许采用缘，尽量避免用编织线，线与接地体之间的连接应采用焊接， 以防接触不良和碰壳形压接。 成地环路。地线容量不 3滨城 l0 V变电站的电磁兼容问题 k 1够(阻抗太大 )可换粗，福建泉州电业局滨城 l0 V k无人值班变电 1 0 2年 1月投运，在半年多的时间内，安装线或并线，但不可跨接站于 2 0 0 V线路、电容器等保护测控别的地线，以免形成“共在高压开关柜上的 1k图 1单台装置接地地阻抗”地环路”和“的装置发生了十几次装置遥测不刷新、通信管理机—一

控装置的信号地线与开关柜体接在一起，即信号地与安全地混接在—起，引入干扰。特别是当开关动作时，电磁信号可通过地线引人保护测控装置，导致电路工作不正常。4 3接地改造方案。对上述装置和屏柜的接地布局方案进行如下改造：. a开关柜内设置—个 10 0 mm接地铜排；保护测控装置 h的逻辑地与通信电缆屏蔽层接到接地铜排上；保 c护测控装置的机壳地接至开关柜的机壳上，开关柜机壳安装在钢条的导轨上. d .由于 1k 0 V高压室内有二十几面开关柜，以所辅设了一条与钢条导轨相平行并半环形接地铜排，每套保护装置的信号地线都接到接地铜排上。其中由一面开关柜的

总接地铜排引出地线连接至安全接地网。 20 0 3年的 2月改造完成后，效果良好，至今未出现前文所述之异常现象。 5结论随着变电站的小型化、自动化以及设备紧凑程度的不断提高，电磁干扰的问题将会更加突出 地显现出来。电力系统电磁兼容问题必须从设计这个源头进行控制，如采取屏蔽、隔离、接地或通过合理的平面布置等措施，否则将造成严重后果。责任编辑：周宝军

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