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中图分类号：TM93文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0610035－02
继电保护的供电电源在各式各样的电磁干扰（Electromagnetic Interference EMI）信号。其中，有人为的EMI干扰源，各种雷达导航、通信等设备的无线电发射信号在电源上和电子设备的连接电缆上感应出电磁干扰信号，电动旋转机械、点或系统和感性负载电路内山声瞬态过程和辐射噪声干扰，还有自然干扰源，如雷电放电现象（持续时间短促能量很大）和宇宙中的电磁噪声（频率范围很宽）等。
这些电磁干扰噪声，通过辐射和传导耦合的方式，会影响在此环境中运行的各种继电保护装置的正常工作。
另一方面，继电保护在工作时也会产生各种各样的电磁干扰噪声。比如数字电路是采用脉冲信号（方波）来表示逻辑关系的，对其脉冲波形进行傅里叶分析可知，其谐波频谱范围很宽，这些谐波会形成干扰。另外在数字电路中还有许多重复频率的脉冲串，这些脉冲串包含的谐波更丰富频谱更宽，产生的电磁干扰也更复杂。
各类稳压电源本身也是一种电磁干扰源。在线性稳压电源中，因整流而形成的单向脉冲电流也会引起电磁干扰开关电源具有体积小，效率高的优点，在现代继电保护中应用越来越广泛，但是因为在功率变换时处于开关状态，本身就是很厂的EMI噪声源，其产生的EMI噪声有很宽的频率范围，又有很高的强度。这些电磁干扰噪声同样通过辐射和传导的方式污染电磁环境，从而影响继电保护的正常工作。
对于继电保护来说，当EMI噪声影响到模拟电路时，会使信号传输的信噪比变坏，严重时会使要传输的信号被EMI噪声所淹没，无法进行处理。当EMI噪声影响到数字电路时，会引起逻辑关系出错，导致错误的结果。
对于电源设备来说，其内部除了功率边换电路外，还有驱动电路、控制电路、保护电路、输入/输出电平检测电路等。这些电路主要由通用或转移集成电路结构，当受电磁干扰而发生误动作时，会使电源停止工作，导致继电保护无法正常工作。采用电网噪声滤波器可有效地防止电源因外来电磁噪声干扰而产生的误动作。
另外，从电源输入端进入的EMI噪声，其一部分可出现在电源的输出端，它在电源的负载电路中会产生感应电压，成为电路生产误动作来加以防止。
一、下面讨论试述变电站站用电源滤波器
（一）电源滤波器的作用
交流电源滤波器是低同滤波器，不妨碍工频电能的通过，而对高频电磁干扰呈高阻态，有较强的抑制能力。事业交流电源滤波器时，应根据其两端阻碍和要求插入的衰减系统选择滤波器的型号。在电源设备中，电源噪声滤波器的作用如下：
1.防止外来电磁噪声干扰电源设备本身控制电路的工作；
2.防止外来电磁波噪声干扰源的负载工作；
3.抑制电源设备本身产生的EMI；
4.抑制由其他设备产生而经过电源传播的EMI。
（二）EMI噪声和滤波器的类型
在电源设备输入引线上存在两种EMI噪声，即共模噪声和差模噪声。把在交流线输入引起与地之间存在的EMI噪声叫共模噪声，它可看作为在交流输入线上传输的电位相等、相位相同的干扰信号。而把交流线输入引线之间存在的EMI噪声称为差模噪声，它可作为在交流输入线传输的相差位差180度的干扰信号。共模噪声是从交流输入线流入大地的干扰电流，差模噪声是在交流输入线之间流动的干扰信号。对任何电源输入线的传导EMI噪声，都可以用共模和差模噪声来表示，并且可把这两种EMI噪声看作是独立的EMI源来分别抑制。
在对电磁干扰噪声采取抑制措施时，主要应考虑抑制共模噪声。共模噪声在全频域特别在高频域占主要部分，而差模噪声在低频域占比例较大，应根据EMI噪声的这个特点来选择适当的EMI滤波器。
电源用噪声滤波器按形状可分为一体化式和分立式，一体化式是将电感线圈、电容器等封装在金属或塑料外壳中。分立式是在印制电路板上安装见感线圈、电容器等，构成抑制噪声滤波器。到底采用哪种形式要根据成本、特性、安装空间等来确定。一体化式成本高，特性较好，安装灵活，分立式成本较低，可自由分配在印制电路板上，但屏蔽不好。
在我们设计和选择电源噪声滤波器时，因为其工作在高电压、大电流、恶劣的电磁干扰环境中，必须考虑所用电感器和电容器的安全性能。对于电感线圈，其磁心、绕线的材料，绝缘材料和绝缘距离、线圈温升等都应予以重视，对于电容器，其电容种类、耐压、安全等级、容量、漏电流等都应优先考虑，而且两者都要求选择经过国际安全机构安全认证的产品。
电源噪声滤波器是无源网络，有双向抑制性能，将它插入在交流电网与电源之间，相当于这两者的EMI噪声之间加上一个阻断屏障。这样一个简单的无源滤波器能起到双向抑制噪声的作用，从而在各种电子设备中获得了广泛应用。
现在分析噪声滤波器的技术参数。
插入损耗是噪声滤波器的重要技术参数之一，在设计和选用时应予以主要考虑。在滤波器的安全、常规电气性能、环境及机械等条件都满足要求时，应尽量选择插入损耗大的滤波器。
在实际应用中，为使滤波器能有效地抑制噪声，应合理配接。
在使用噪声滤波器时应注意如下几点：
（1）滤波器应尽量靠近了设备交流电入口处安装，应使未经过滤波器的交流进线在设备内尽量短；
（2）滤波器中的电容器引线应尽可能短，以免引线感抗和容抗在较低频率上产生谐振；
（3）滤波器接地线上有大的电流流过，会产生电磁辐射，应对滤波器进行良好的屏蔽和接地；
（4）滤波器的输入线和输出线不能捆扎在一起，布线时尽量增大其间距离，以减小它们之间的耦合，可以加隔板或屏蔽层。
电磁干扰滤波器的设计和选用，主要依据噪声干扰特性和系统电碜兼容性的要求，在了解电磁干扰的频率范围，估计干扰的大致量级的基础上进行。首先要了解滤波器的使用环境，要重点考虑其安全性能参数，因为关分系到设备及人身安全。其次，要使滤波器对噪声产生最佳的抑制效果，应根据接入电路的要求，以产生最大阻抗不匹配的原则来选择滤波器的网络结构和参数。为了获得最佳的电碜噪声衰减特性，滤波器应正确地安装在电子设备上。
二、下面探讨高频保护抗干扰的措施
为了控制装置与继电保护装置的正常运行：一方面要求这些二次电子设备本身具有符合要求的抗电磁干扰能力；另一方面在变电所的设计和建设中采取相应措施， 使传到这些二次设备的干扰降低到它们可以接受的水平。高频保护抗干扰的具体措施如下：
（一）降低一次设备的接地电阻。
尽可能降低一次设备如避雷器、电流互感器、电压互感器的接地电阻，这样可以降低因高频电流注入时产生的暂态电位差，并构成一个具有低阻抗的接地网，以尽可能降低变电所内的地电位差，从而降低对二次回路及设备的干扰。
（二）高压同轴电缆屏蔽层两端接地，并辅以并联接地导线。
（三）在原电力工业部的部颁《电力系统继点保护及安全装置反事故措施要点》（以下简称《反措要点》）中明确规定高频电缆应当在开关场和控制室两端同时接地。
为了进一步降低高频电缆两端间的电压差和评比层两端因接地产生的品比电流引起的电压降，《反措要点》中还规定了与同轴电缆并联敷设相临的截面积为100mm粗铜导线。有关同轴电缆的具体安装要求如下：
每一变电所（站）敷设一根面积为100mm2铜导线，有关同轴电缆的具体安装如下：
每一变电所（站）敷设一根截面积为100mm2铜导线，置于电缆架的最上层。沿途向每个耦合电容器分支，如果施工有困难，到耦合器分支的粗铜导线截面积为50mm2。分支点必须采用焊接。
带分支的铜导线在每一耦合电容器分支电缆沟尽头同轴电缆引出地面接入地网。粗铜导线的另一端接在进入控制室电缆夹层后继续引到控制室与微机保护盘构成的铜导线等电位面相连，该等电位面利用比一粗铜导线的接地作为与控制室的唯一接地点。
各种轴电缆在分叉电缆沟尽头出地面后，将屏蔽街道粗铜导线，同时在控制室接入高频收发信机端子处的另一端，接到上述电位面上完成另一端接地。
所以轴电缆都置于电缆架上层，并与粗通县相邻，以取得更理想的相互屏蔽效果。同时，可以给下面敷设的控电提供附加屏蔽效应，因为两端接地的粗铜导线置于干扰源（高压母线）与被干扰的控制电缆之间。
断开结合滤波器一、二次线圈间的电气连接，避免一次接地引线上的高频电压直接引入高频电缆。
所有在耦合电容器底座上的接地盒及引下管均为金属制品，在电器上相互连通并与底座连接。底座必须与地网连接。电缆沟架应经接地线完全连接，以取得附加的屏蔽效应。
（四）构造等电位面。
如果微机保护装置集中在主控制室，为了实现可靠通信，必须将联网的计算机和各套微机保护及其它微机的控制装置都置于同一等电位面上，这个等电位面应该与控制室地网只有一点的联系，这样的等电位面的电位可以随着地网的电位变化而浮动，同时也避免控制室地网的地电位差窜入等电位面，从而保持了联网微机设备的地之间无电位差。各微机设备都应有专用的具有一定截面积的接地线接到等电位面上，设备上的各组件内外部的接地点都应由专用连接线连接到专用接地线上，专用接地线接到保护盘的专用接地端子上，接地端子以适当截面积的铜线连接到专用接地网上，这样就形成了一个等电位面的网，有利于屏蔽干扰。
制造等电位面有两种方法：一种方法是将微机保护盘底部作一铜网络，借粗铜导线对控制室的接地点形成地网的唯一接地点；另一种方法是微机保护盘底部作一专用铜网络，各保护盘的专用接地端子经一定截面积的铜线连接到此铜网络上。
继电保护的供电电源在各式各样的电磁干扰（Electromagnetic Interference EMI）信号。其中，有人为的EMI干扰源，各种雷达导航、通信等设备的无线电发射信号在电源上和电子设备的连接电缆上感应出电磁干扰信号，电动旋转机械、点或系统和感性负载电路内山声瞬态过程和辐射噪声干扰，还有自然干扰源，如雷电放电现象（持续时间短促能量很大）和宇宙中的电磁噪声（频率范围很宽）等。
这些电磁干扰噪声，通过辐射和传导耦合的方式，会影响在此环境中运行的各种继电保护装置的正常工作。
另一方面，继电保护在工作时也会产生各种各样的电磁干扰噪声。比如数字电路是采用脉冲信号（方波）来表示逻辑关系的，对其脉冲波形进行傅里叶分析可知，其谐波频谱范围很宽，这些谐波会形成干扰。另外在数字电路中还有许多重复频率的脉冲串，这些脉冲串包含的谐波更丰富频谱更宽，产生的电磁干扰也更复杂。
各类稳压电源本身也是一种电磁干扰源。在线性稳压电源中，因整流而形成的单向脉冲电流也会引起电磁干扰开关电源具有体积小，效率高的优点，在现代继电保护中应用越来越广泛，但是因为在功率变换时处于开关状态，本身就是很厂的EMI噪声源，其产生的EMI噪声有很宽的频率范围，又有很高的强度。这些电磁干扰噪声同样通过辐射和传导的方式污染电磁环境，从而影响继电保护的正常工作。
对于继电保护来说，当EMI噪声影响到模拟电路时，会使信号传输的信噪比变坏，严重时会使要传输的信号被EMI噪声所淹没，无法进行处理。当EMI噪声影响到数字电路时，会引起逻辑关系出错，导致错误的结果。
对于电源设备来说，其内部除了功率边换电路外，还有驱动电路、控制电路、保护电路、输入/输出电平检测电路等。这些电路主要由通用或转移集成电路结构，当受电磁干扰而发生误动作时，会使电源停止工作，导致继电保护无法正常工作。采用电网噪声滤波器可有效地防止电源因外来电磁噪声干扰而产生的误动作。
另外，从电源输入端进入的EMI噪声，其一部分可出现在电源的输出端，它在电源的负载电路中会产生感应电压，成为电路生产误动作来加以防止。
一、下面讨论试述变电站站用电源滤波器
（一）电源滤波器的作用
交流电源滤波器是低同滤波器，不妨碍工频电能的通过，而对高频电磁干扰呈高阻态，有较强的抑制能力。事业交流电源滤波器时，应根据其两端阻碍和要求插入的衰减系统选择滤波器的型号。在电源设备中，电源噪声滤波器的作用如下：
1.防止外来电磁噪声干扰电源设备本身控制电路的工作；
2.防止外来电磁波噪声干扰源的负载工作；
3.抑制电源设备本身产生的EMI；
4.抑制由其他设备产生而经过电源传播的EMI。
（二）EMI噪声和滤波器的类型
在电源设备输入引线上存在两种EMI噪声，即共模噪声和差模噪声。把在交流线输入引起与地之间存在的EMI噪声叫共模噪声，它可看作为在交流输入线上传输的电位相等、相位相同的干扰信号。而把交流线输入引线之间存在的EMI噪声称为差模噪声，它可作为在交流输入线传输的相差位差180度的干扰信号。共模噪声是从交流输入线流入大地的干扰电流，差模噪声是在交流输入线之间流动的干扰信号。对任何电源输入线的传导EMI噪声，都可以用共模和差模噪声来表示，并且可把这两种EMI噪声看作是独立的EMI源来分别抑制。
在对电磁干扰噪声采取抑制措施时，主要应考虑抑制共模噪声。共模噪声在全频域特别在高频域占主要部分，而差模噪声在低频域占比例较大，应根据EMI噪声的这个特点来选择适当的EMI滤波器。
电源用噪声滤波器按形状可分为一体化式和分立式，一体化式是将电感线圈、电容器等封装在金属或塑料外壳中。分立式是在印制电路板上安装见感线圈、电容器等，构成抑制噪声滤波器。到底采用哪种形式要根据成本、特性、安装空间等来确定。一体化式成本高，特性较好，安装灵活，分立式成本较低，可自由分配在印制电路板上，但屏蔽不好。
在我们设计和选择电源噪声滤波器时，因为其工作在高电压、大电流、恶劣的电磁干扰环境中，必须考虑所用电感器和电容器的安全性能。对于电感线圈，其磁心、绕线的材料，绝缘材料和绝缘距离、线圈温升等都应予以重视，对于电容器，其电容种类、耐压、安全等级、容量、漏电流等都应优先考虑，而且两者都要求选择经过国际安全机构安全认证的产品。
电源噪声滤波器是无源网络，有双向抑制性能，将它插入在交流电网与电源之间，相当于这两者的EMI噪声之间加上一个阻断屏障。这样一个简单的无源滤波器能起到双向抑制噪声的作用，从而在各种电子设备中获得了广泛应用。
现在分析噪声滤波器的技术参数。
插入损耗是噪声滤波器的重要技术参数之一，在设计和选用时应予以主要考虑。在滤波器的安全、常规电气性能、环境及机械等条件都满足要求时，应尽量选择插入损耗大的滤波器。
在实际应用中，为使滤波器能有效地抑制噪声，应合理配接。
在使用噪声滤波器时应注意如下几点：
（1）滤波器应尽量靠近了设备交流电入口处安装，应使未经过滤波器的交流进线在设备内尽量短；
（2）滤波器中的电容器引线应尽可能短，以免引线感抗和容抗在较低频率上产生谐振；
（3）滤波器接地线上有大的电流流过，会产生电磁辐射，应对滤波器进行良好的屏蔽和接地；
（4）滤波器的输入线和输出线不能捆扎在一起，布线时尽量增大其间距离，以减小它们之间的耦合，可以加隔板或屏蔽层。
电磁干扰滤波器的设计和选用，主要依据噪声干扰特性和系统电碜兼容性的要求，在了解电磁干扰的频率范围，估计干扰的大致量级的基础上进行。首先要了解滤波器的使用环境，要重点考虑其安全性能参数，因为关分系到设备及人身安全。其次，要使滤波器对噪声产生最佳的抑制效果，应根据接入电路的要求，以产生最大阻抗不匹配的原则来选择滤波器的网络结构和参数。为了获得最佳的电碜噪声衰减特性，滤波器应正确地安装在电子设备上。
二、下面探讨高频保护抗干扰的措施
为了控制装置与继电保护装置的正常运行：一方面要求这些二次电子设备本身具有符合要求的抗电磁干扰能力；另一方面在变电所的设计和建设中采取相应措施， 使传到这些二次设备的干扰降低到它们可以接受的水平。高频保护抗干扰的具体措施如下：
（一）降低一次设备的接地电阻。
尽可能降低一次设备如避雷器、电流互感器、电压互感器的接地电阻，这样可以降低因高频电流注入时产生的暂态电位差，并构成一个具有低阻抗的接地网，以尽可能降低变电所内的地电位差，从而降低对二次回路及设备的干扰。
（二）高压同轴电缆屏蔽层两端接地，并辅以并联接地导线。
（三）在原电力工业部的部颁《电力系统继点保护及安全装置反事故措施要点》（以下简称《反措要点》）中明确规定高频电缆应当在开关场和控制室两端同时接地。
为了进一步降低高频电缆两端间的电压差和评比层两端因接地产生的品比电流引起的电压降，《反措要点》中还规定了与同轴电缆并联敷设相临的截面积为100mm粗铜导线。有关同轴电缆的具体安装要求如下：
每一变电所（站）敷设一根面积为100mm2铜导线，有关同轴电缆的具体安装如下：
每一变电所（站）敷设一根截面积为100mm2铜导线，置于电缆架的最上层。沿途向每个耦合电容器分支，如果施工有困难，到耦合器分支的粗铜导线截面积为50mm2。分支点必须采用焊接。
带分支的铜导线在每一耦合电容器分支电缆沟尽头同轴电缆引出地面接入地网。粗铜导线的另一端接在进入控制室电缆夹层后继续引到控制室与微机保护盘构成的铜导线等电位面相连，该等电位面利用比一粗铜导线的接地作为与控制室的唯一接地点。
各种轴电缆在分叉电缆沟尽头出地面后，将屏蔽街道粗铜导线，同时在控制室接入高频收发信机端子处的另一端，接到上述电位面上完成另一端接地。
所以轴电缆都置于电缆架上层，并与粗通县相邻，以取得更理想的相互屏蔽效果。同时，可以给下面敷设的控电提供附加屏蔽效应，因为两端接地的粗铜导线置于干扰源（高压母线）与被干扰的控制电缆之间。
断开结合滤波器一、二次线圈间的电气连接，避免一次接地引线上的高频电压直接引入高频电缆。
所有在耦合电容器底座上的接地盒及引下管均为金属制品，在电器上相互连通并与底座连接。底座必须与地网连接。电缆沟架应经接地线完全连接，以取得附加的屏蔽效应。
（四）构造等电位面。
如果微机保护装置集中在主控制室，为了实现可靠通信，必须将联网的计算机和各套微机保护及其它微机的控制装置都置于同一等电位面上，这个等电位面应该与控制室地网只有一点的联系，这样的等电位面的电位可以随着地网的电位变化而浮动，同时也避免控制室地网的地电位差窜入等电位面，从而保持了联网微机设备的地之间无电位差。各微机设备都应有专用的具有一定截面积的接地线接到等电位面上，设备上的各组件内外部的接地点都应由专用连接线连接到专用接地线上，专用接地线接到保护盘的专用接地端子上，接地端子以适当截面积的铜线连接到专用接地网上，这样就形成了一个等电位面的网，有利于屏蔽干扰。
制造等电位面有两种方法：一种方法是将微机保护盘底部作一铜网络，借粗铜导线对控制室的接地点形成地网的唯一接地点；另一种方法是微机保护盘底部作一专用铜网络，各保护盘的专用接地端子经一定截面积的铜线连接到此铜网络上。