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系统可能就束手无策
而大型复杂的系统往往出现 ＥＭＩ 的几率更大
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导致设计失败 b 半主动的规范设计阶段 该阶段的主要工作是对系统 分系统 件以及结构制定一系列具体的 ＥＭＣ 设计规范和细则 为最小 偏差 c 缺点是规范和细则缺乏科学的分析和预测 造成设计浪费或设计缺陷 它是通过对系统 分系统 部件 元 通过 建立数学模型 部件 元器 将可能出现的 ＥＭＩ 降 盲目性较大 易出现
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第一章 引言
１．１ 概述
电力系统中每时每刻都存在着各种各样的瞬态干扰 如操作冲击 击等 这就造成了变电站复杂而恶劣的电磁环境 容量的增大 同时 次系统电压等级的升高 可能会造成更强烈的影响 系统中的电磁骚扰将更加严重 所以 故障以及雷 一 对二次回路 使得微机型
随着电力系统的大规模发展
其中 IEC 有两个专门从事电磁兼容标准化工作的技术委员会 国际无线电干扰 特别委员会 CISPR 和国际电磁兼 容委员会 TC77 收频段的无线电骚扰问题 其标准中 后来已基本上将通常的工业和民用产品的 EMC 考虑在
CISPR 还起草了通用射频骚扰限额值国际标准草案 TC77 最初主要关心低压电网系统的 EMC 问题
华北电力大学（保定） 硕士学位论文 电快速瞬变脉冲群和浪涌干扰机理与抑制技术研究 姓名：张三庆 申请学位级别：硕士 专业：电工理论与新技术 指导教师：崔翔 20031224
华北电力大学硕士学位论文摘要
摘
要
电力系统电磁兼容关键 如 铁氧体
本文结合高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划项目 扰和浪涌干扰的抑制方法 磁芯 滤波器 气体放电管 阻抗特性 了它们的性能 首先
其 中 有 军 用 的 SEMCAP(System and EMC Analysis IEMCAP(Intrasystem EMC AEMCAP
Analysis Program) 商用的 GEMS Eminence 及航天系统 EMC 分析程序 １．２．３ 国内电磁兼容发展概况
国内在电磁兼容性标准上主要是依据国际标准来制定国家标准 把 CISPR 标准 和 IEC 61000 等系列标准转化为国家标准 行实验室的检测和认证 另外 同时 建立许多的电磁兼容实验室 进 使 也进行了许多电磁环境的测试和评估工作 如武汉
变电站保护设备下放到开关场地中 就成为一项科研工程人员关注的问题
继电保护产品面临着更加严酷的电磁环境 及提高微机型设备的抗干扰性能 要求 DL/Z713-2000 然而
研究电力系统的电磁兼容问题以
依据 2000 年 11 月颁布的电力行业标准 500kV 变电所保护及控制设备抗扰度 500kV 变电所的保护 浪涌 控制及通讯系统设备对静电放电 振荡波等干扰都应有一定的抗 工作 从而影响系统的工 总之 相对 射频电磁场 干扰性能 作时序 时钟不断提高 电快速瞬变脉冲群 叠加噪声骚扰后 与此同时 致使线间串扰 工频磁场
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等 14 个标准
其中 IEC61000-4 系列标准是目前国际上比较完整和系统的抗扰度
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得到应用 Program)
有了高精度的电磁干扰及电磁敏感度自动测试系统 IPP- l(Interference Prediction Process 0ne)
研制了大量不同规
模 的 EMC 分 析 预 测 软 件
华北电力大学和清华大学等也开发了一些软件用于电力系统空间电磁
１． ３ 本文主要的工作
本文基于电力系统微机型保护设备面临电磁兼容测试的难题 更多地从实验角 度出发 试验 依据 1000- 4-4 标准 针对宽频干扰 扰滤波器的设计原则 分析了电快速瞬变 (EFT)脉冲群试验中 EFT 脉冲的特性 提出了抗干扰接地线的设计方法 分析了抗干 最终 材料进行理论和试验分析 对比不同接地形式 力争得到比较实用的电磁兼容性设计的原则和方法 选取了两个有代表性的实验 在 9 项最常见的电磁 干扰实验中 电快速瞬变脉冲群干扰试验和浪涌干扰
电磁环境的测量与评估是基础的
电磁兼容标准在
各个行业的制定与发布是电磁兼容研究进入成熟阶段的标志 电磁兼容研究在生产实践中的应用 电磁兼容性设计的发展过程 a 寻求解救措施
而电磁兼容性设计是
被动的解决 ＥＭＩ 阶段 即在设计阶段不作系统考虑 出现 ＥＭＩ 时再分析原因 这样对小型简单的系统可以解决一些问题
本文从试验出发 不分析干扰的产生机理 口以后的情况 基于国内 ＣＡＤ 技术刚刚起步 进 备 设计阶段半主动性的规范设计 软件的引进
以微电子技术为基础的微机型装置为了满足实时性的要求 时钟的分频信号可能会改变 电路的工作频率越高
使得系统混乱
信息传输线上的信息交
换频率也就越高 于一次系统 统的误差加大
反射波干扰以及公共阻抗干扰加剧 程序运行失常等现象 因此
二次系统对干扰有更高的敏感性 错误报警 控制状态失灵
在干扰环境中容易出现数据采集系 研究电力 将成为提高微机
系统电磁环境及其影响
提高电力系统微机型设备的抗干扰性能
型设备可靠性的一个重要方面
１．２ 电磁兼容发展概况
１．２．１ 电磁兼容研究分类 电磁兼容研究大致可以分为以下三大类 电磁环境的测量与评估 准的制定与发布 的理论工作 电磁兼容性设计 其中 全面而丰富的测量数据是电磁兼容标准制定的基石 这也是本文的主要工作 可概括为以下 3 个阶段 而对大型复杂的 甚者会 电磁兼容标 系统
依照 ＩＥＣ ６１０００－４－４ 和 ＩＥＣ ６１０００－４－５ 标准测试了 并且得出结论 不同的端口 不同的电路性质 应
各个干扰的输入输出的特性 找到了各种干扰的敏感点 通过分析得到的实验数据
电力系统， 电快速瞬变脉冲群
浪涌
ABSTRACT
Supported by Outstanding Teacher Foundation of State Education Ministry of China, the author makes an analysis of the characteristic of the Surge and EFT disturbance in this paper. A number of Protection Device, such as ferrite core ,filter gas tube arresters, metal oxide variators, transient voltage suppressors, are tested. And their main technical parameters, which are impedance, response time, the level of the residual voltage, maximum peak pulse current and life times, are compared. Consequently a series of tests are performed on a microprocessor based protective relay taking account of the standard of IEC 61000-4- 4 and IEC 61000-4-5. Then the responses of disturbance on each port of the relay are measured. According to the analyses of the data gained some advice is put forward to restrain the surge disturbance. Diverse protective measures should be taken since the disturbance applied on each port differs and the circuit characteristic of each port varies. KEY WORDS: EMC, Electric Power System, EFT, Surge Zhang Sanqing (Theory and Advanced Technology of Electrical Engineering) Directed by prof. Cui Xiang
ＥＭＣ 分析预测是 ＥＭＣ 设计的最新阶段 数学建模来合理分配各项技术指标 使工作性能最佳 方法 性能指标和费用上均处于最佳
器件以及结构的电磁特性进行科学系统的分析预测 并综合考虑指标和费用等各种因素
在设计时可适时的进行修正和补充 使得系统的设计在
这是一种积极主动的预防 ＥＭＩ 的 ＥＭＣ 设计
１．２．２ 国外电磁兼容发展概况 电磁兼容标准是随着电磁环境的测量与评估工作的不断发展而不断完善的 首 先 实施 和细化 电磁环境的相关数据在无线电等领域积累 而后 如今 使得电磁兼容标准在这个行业得到 电磁兼容标准得到推广 几乎每个行业都由相 国际电报 随着其他行业电磁兼容测量数据的不断丰富 在欧美等国家电磁兼容在各行各业得到发展
并对损耗型滤波器的结构
得到了抑制 EFT 脉冲群干扰的设计方法 依据 1000- 4-5 标准 分析了浪涌实验中浪涌骚扰的特性 并且通过对一些常用 的浪涌保护器的浪涌骚扰测试 把它们的浪涌响应时间 残压水平 浪涌峰值电流 寿命等关键技术性能作了比较 试了响应特性 通过结果的分析 然后 在保护样品的各个端口施加了浪涌骚扰 测 找出了各个端口相对于浪涌的敏感位置
发的以及暂时还不能与现有 CISPR 产品标准相对应的产品 可以用射频骚扰限额值 来加以限制 后来将其工作范围扩 TC77 也已制定了 大到整个 EMC 所涉及的频率范围及产品 目前 CISPR 已制定有 CISPR22(1997) 信 息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值 25 个 IEC 标准 基础标准 在电磁兼容性设计方面 欧美等国家起步早, 发展很快 早在六十年代就出现了 EMC 的计算机辅助分析 八十年代以后 电磁兼容的分析预测性设计逐渐发展并且