淺析數字式時間繼電器抗幹擾方法
發布時間:2009-10-06
中心議題:
數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi用yong於yu繼ji電dian保bao護hu,首shou先xian用yong於yu替ti換huan電dian磁ci型xing和he晶jing體ti管guan型xing時shi間jian繼ji電dian器qi。它ta可ke縮suo短duan過guo流liu保bao護hu的de級ji差cha,減jian少shao維wei護hu量liang,提ti高gao保bao護hu的de動dong作zuo正zheng確que率lv。保bao護hu了le主zhu係xi統tong及ji主zhu設she備bei的de安an全quan穩wen定ding運yun行xing。由you於yu它ta具ju有you精jing度du高gao、穩定性好、整定方便、直觀、改變定值無需進行校驗、整定範圍寬等特點,深受用戶的歡迎。由此數字式時間繼電器在電力係統中得到廣泛應用。
但近幾年,數字式時間繼電器在電力係統中多次出現誤動,給用戶造成很大的損失。誤動的原因如係統環境差、使用維護問題、產品質量問題、器件損壞、抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)差(cha)等(deng)等(deng)原(yuan)因(yin),但(dan)最(zui)難(nan)處(chu)理(li)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)數(shu)字(zi)式(shi)時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)差(cha),本(ben)文(wen)在(zai)此(ci)針(zhen)對(dui)數(shu)字(zi)式(shi)時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian),提(ti)出(chu)了(le)自(zi)己(ji)的(de)看(kan)法(fa),供(gong)參(can)考(kao)。
提高抗幹擾能力方法
1幹擾的主要來源
在電力係統運行中的繼電器受到幹擾主要是電磁幹擾,來源有以下幾種
(1)直流低壓回路斷開電感性負載(如接觸器、中間繼電器等)或電磁型電流、電壓繼電器觸點抖動時,常會產生快速瞬變脈衝組電波;
(2)高壓變電所臨近高壓電器設備操作時產生的感應幹擾;
(3)移動電話、攜帶式步話機和相鄰或附近設備發生的調頻電磁波及電弧放電時產生的高頻電磁輻射;
(4)設備中脈衝電路、時鍾回路、開關電源、收發訊機等通過空間傳播的電磁能量;
(5)帶電荷的操作人員觸及到設備的導電部件時產生放電。
2電磁幹擾的傳播方式
電dian磁ci幹gan擾rao的de傳chuan播bo方fang式shi主zhu要yao有you兩liang種zhong形xing式shi,即ji傳chuan導dao和he輻fu射she。傳chuan導dao是shi通tong過guo導dao線xian以yi電dian流liu或huo電dian壓ya的de形xing式shi作zuo用yong在zai繼ji電dian器qi上shang。輻fu射she是shi通tong過guo空kong間jian以yi電dian磁ci場chang的de形xing式shi作zuo用yong於yu繼ji電dian器qi上shang。對dui於yu數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi主zhu要yao的de傳chuan導dao路lu徑jing為wei電dian源yuan線xian。因yin此ci抑yi製zhi傳chuan導dao幹gan擾rao的de主zhu要yao部bu分fen在zai數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi的de電dian源yuan部bu分fen。
3提高抗幹擾的措施
根gen據ju電dian磁ci幹gan擾rao的de來lai源yuan和he幹gan擾rao方fang式shi及ji數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi的de工gong作zuo特te點dian,對dui數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi提ti高gao抗kang幹gan擾rao能neng力li采cai用yong的de措cuo施shi主zhu要yao從cong以yi下xia方fang麵mian進jin行xing解jie決jue。
(1)電源輸入端增加EMI濾波器。EMIlvboqishiyizhongditonglvboqi,youwuyuanyuanjiangouchengdeduoduankouwangluo。tabujinnengshuaijianyouchuandaochuanboganraofangshiyinqideganrao,tongshiyeduifusheganraofangshideganraoyouxianzhudeyizhizuoyong。zheyangdelvboqiduiyudipin(20—100kHz)特別有效。再通過選用合適的鐵氧體材料鐵芯,它的抑製頻率範圍可增大到400MHz。
由於數字式時間繼電器的體積小,受結構的限製,成型的EMI濾波器一般體積較大,不適用。
而繼電器工作頻率不高,設計及工藝相對要求不高,同時也可降低成本,因此在電路裏直接設計出EMI濾波器是非常可行的。
配件經嚴格篩選,可選到接近理想狀態,但實際上存在偏差。
濾波器中介質電容、電感均可改變,適當變化期間的耦合,對於線路開關、接觸器、執行機構,觸點抖動產生的瞬變幹擾能起到充分的抑製作用。
(2)數字電路抗幹擾一般措施
①時鍾頻率應在工作允許的條件下選用最低的;
②必須對電源線,控製線去耦以防止外部幹擾進入;
③每個集成電路的電源與地之間要加去耦電容。要求電容的高頻性能好;
④在速度不快的信號線上加去耦電容。
(3)合理設計印刷電路板
①印刷板上的電源與地線要呈“井”字形布線,以均衡電流,降低線路電阻;
②布線時高、低壓線分開,交、直流分開;
③輸入、輸出線不要緊靠時鍾發生器、電源線等電磁熱線,不要緊靠複位線、控製線等脆弱信號線;
④相鄰板間交叉布線;
⑤盡量減少電源線走線的有效包圍麵積,這樣可以減少電磁耦合;
⑥相鄰層布線應互相垂直;
⑦走線不要有分支,以防導致反射和產生諧波;
⑧正確接入旁路電容。數字電路在工作時,電流突變較大,會產生很強噪聲信號,在電源線上正確接入旁路電容;
⑨接地點集中。
(4)合理配線
①輸入電源線與地線應盡量短;
②板與板間的連線或接插件連線應盡量短。且線與線間分開;
③配線時,電源線與觸點引出線應分開;
④正、負電源線應互相絞合,以降低共模幹擾。
(5)采用新工藝
①采用貼裝技術采用表麵貼裝裝封技術,可以顯著減少由於器件的引線較長而產生的雜散寄生電容、電感,簡化了屏蔽的設計,所以在很大程度上減少了電磁幹擾和射頻幹擾。
②采用多層線路板從2層印製電路板改為4層印製電路板,可大大改善發射和抗擾度性能。
以yi上shang分fen析xi了le數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi抗kang幹gan擾rao的de問wen題ti。經jing實shi際ji應ying用yong,解jie決jue了le以yi前qian數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi所suo存cun在zai的de幹gan擾rao問wen題ti,動dong作zuo可ke靠kao性xing有you很hen大da提ti高gao,在zai某mou些xie電dian力li係xi統tong中zhong現xian場chang應ying用yong,也ye得de到dao了le證zheng實shi。
- 數字式時間繼電器抗幹擾方法
- 電源輸入端增加EMI濾波器
- 合理設計印刷電路板
- 線路中關鍵電源和信號線合理配線
數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi用yong於yu繼ji電dian保bao護hu,首shou先xian用yong於yu替ti換huan電dian磁ci型xing和he晶jing體ti管guan型xing時shi間jian繼ji電dian器qi。它ta可ke縮suo短duan過guo流liu保bao護hu的de級ji差cha,減jian少shao維wei護hu量liang,提ti高gao保bao護hu的de動dong作zuo正zheng確que率lv。保bao護hu了le主zhu係xi統tong及ji主zhu設she備bei的de安an全quan穩wen定ding運yun行xing。由you於yu它ta具ju有you精jing度du高gao、穩定性好、整定方便、直觀、改變定值無需進行校驗、整定範圍寬等特點,深受用戶的歡迎。由此數字式時間繼電器在電力係統中得到廣泛應用。
但近幾年,數字式時間繼電器在電力係統中多次出現誤動,給用戶造成很大的損失。誤動的原因如係統環境差、使用維護問題、產品質量問題、器件損壞、抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)差(cha)等(deng)等(deng)原(yuan)因(yin),但(dan)最(zui)難(nan)處(chu)理(li)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)數(shu)字(zi)式(shi)時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)差(cha),本(ben)文(wen)在(zai)此(ci)針(zhen)對(dui)數(shu)字(zi)式(shi)時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian),提(ti)出(chu)了(le)自(zi)己(ji)的(de)看(kan)法(fa),供(gong)參(can)考(kao)。
提高抗幹擾能力方法
1幹擾的主要來源
在電力係統運行中的繼電器受到幹擾主要是電磁幹擾,來源有以下幾種
(1)直流低壓回路斷開電感性負載(如接觸器、中間繼電器等)或電磁型電流、電壓繼電器觸點抖動時,常會產生快速瞬變脈衝組電波;
(2)高壓變電所臨近高壓電器設備操作時產生的感應幹擾;
(3)移動電話、攜帶式步話機和相鄰或附近設備發生的調頻電磁波及電弧放電時產生的高頻電磁輻射;
(4)設備中脈衝電路、時鍾回路、開關電源、收發訊機等通過空間傳播的電磁能量;
(5)帶電荷的操作人員觸及到設備的導電部件時產生放電。
2電磁幹擾的傳播方式
電dian磁ci幹gan擾rao的de傳chuan播bo方fang式shi主zhu要yao有you兩liang種zhong形xing式shi,即ji傳chuan導dao和he輻fu射she。傳chuan導dao是shi通tong過guo導dao線xian以yi電dian流liu或huo電dian壓ya的de形xing式shi作zuo用yong在zai繼ji電dian器qi上shang。輻fu射she是shi通tong過guo空kong間jian以yi電dian磁ci場chang的de形xing式shi作zuo用yong於yu繼ji電dian器qi上shang。對dui於yu數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi主zhu要yao的de傳chuan導dao路lu徑jing為wei電dian源yuan線xian。因yin此ci抑yi製zhi傳chuan導dao幹gan擾rao的de主zhu要yao部bu分fen在zai數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi的de電dian源yuan部bu分fen。
3提高抗幹擾的措施
根gen據ju電dian磁ci幹gan擾rao的de來lai源yuan和he幹gan擾rao方fang式shi及ji數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi的de工gong作zuo特te點dian,對dui數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi提ti高gao抗kang幹gan擾rao能neng力li采cai用yong的de措cuo施shi主zhu要yao從cong以yi下xia方fang麵mian進jin行xing解jie決jue。
(1)電源輸入端增加EMI濾波器。EMIlvboqishiyizhongditonglvboqi,youwuyuanyuanjiangouchengdeduoduankouwangluo。tabujinnengshuaijianyouchuandaochuanboganraofangshiyinqideganrao,tongshiyeduifusheganraofangshideganraoyouxianzhudeyizhizuoyong。zheyangdelvboqiduiyudipin(20—100kHz)特別有效。再通過選用合適的鐵氧體材料鐵芯,它的抑製頻率範圍可增大到400MHz。
由於數字式時間繼電器的體積小,受結構的限製,成型的EMI濾波器一般體積較大,不適用。
而繼電器工作頻率不高,設計及工藝相對要求不高,同時也可降低成本,因此在電路裏直接設計出EMI濾波器是非常可行的。
配件經嚴格篩選,可選到接近理想狀態,但實際上存在偏差。
濾波器中介質電容、電感均可改變,適當變化期間的耦合,對於線路開關、接觸器、執行機構,觸點抖動產生的瞬變幹擾能起到充分的抑製作用。
(2)數字電路抗幹擾一般措施
①時鍾頻率應在工作允許的條件下選用最低的;
②必須對電源線,控製線去耦以防止外部幹擾進入;
③每個集成電路的電源與地之間要加去耦電容。要求電容的高頻性能好;
④在速度不快的信號線上加去耦電容。
(3)合理設計印刷電路板
①印刷板上的電源與地線要呈“井”字形布線,以均衡電流,降低線路電阻;
②布線時高、低壓線分開,交、直流分開;
③輸入、輸出線不要緊靠時鍾發生器、電源線等電磁熱線,不要緊靠複位線、控製線等脆弱信號線;
④相鄰板間交叉布線;
⑤盡量減少電源線走線的有效包圍麵積,這樣可以減少電磁耦合;
⑥相鄰層布線應互相垂直;
⑦走線不要有分支,以防導致反射和產生諧波;
⑧正確接入旁路電容。數字電路在工作時,電流突變較大,會產生很強噪聲信號,在電源線上正確接入旁路電容;
⑨接地點集中。
(4)合理配線
①輸入電源線與地線應盡量短;
②板與板間的連線或接插件連線應盡量短。且線與線間分開;
③配線時,電源線與觸點引出線應分開;
④正、負電源線應互相絞合,以降低共模幹擾。
(5)采用新工藝
①采用貼裝技術采用表麵貼裝裝封技術,可以顯著減少由於器件的引線較長而產生的雜散寄生電容、電感,簡化了屏蔽的設計,所以在很大程度上減少了電磁幹擾和射頻幹擾。
②采用多層線路板從2層印製電路板改為4層印製電路板,可大大改善發射和抗擾度性能。
以yi上shang分fen析xi了le數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi抗kang幹gan擾rao的de問wen題ti。經jing實shi際ji應ying用yong,解jie決jue了le以yi前qian數shu字zi式shi時shi間jian繼ji電dian器qi所suo存cun在zai的de幹gan擾rao問wen題ti,動dong作zuo可ke靠kao性xing有you很hen大da提ti高gao,在zai某mou些xie電dian力li係xi統tong中zhong現xian場chang應ying用yong,也ye得de到dao了le證zheng實shi。
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