整流装置对电网干扰的抑制措施
谈电子设备中的干扰及抑制措施
谈电子设备中的干扰及抑制措施作者：房晔周亚滨来源：《陕西教育·高教版》2008年第10期[摘要]本文分析了电子设备中常见的几种干扰信号的特点，针对这些干扰阐述了在使用电子设备的过程中应注意的干扰问题。
并详细介绍了几种常见的抗干扰措施。
[关键词]电子设备干扰抑制噪声与干扰的定义和分类在电子设备工作的环境中，分布着各种各样的电磁干扰或噪声，它们的分布范围极广，可以从直流到1000MHz以上。
故噪声可定义为电路中除所需要的信号外的其他任何电气信号或能量。
通常噪声的成因可归纳为三类：一是内部噪声，这是因元器件本身不规则的变化所造成的，如热噪声；二是人为噪声，如电动机、电力开关、无线电发射机等所造成的；三是自然界的干扰，如雷电等。
干扰是由噪声引发的不期望得到的结果。
如果一个噪声电压使一个电路产生误操作，它就是一个干扰。
噪声是不能被消除的，而只能减弱它，使其无法产生干扰。
干扰按其产生和传播的方式可分为下述六种：1.静电干扰。
静电干扰实际上是电场通过电容或分布电容耦合到受干扰装置而形成的干扰。
例如：流过较大电流的动力线周围存在着较强的电场，此电场可以通过该动力线和周围的电路之间存在的分布电容向其22周围的电路施加干扰。
2.磁场耦合干扰。
它是一种感受式干扰，主要是由靠近电子设备的流过较强电流的线路周围的变化电磁场对电子设备回路耦合所形成的干扰。
如动力线、变压器、交流电动机、电磁铁等产生磁场的器件周围都存在着较强的交变电磁场，这种交变电磁场会使其附近的电子线路产生感应电动势和感生电流，从而形成干扰。
3.电磁辐射干扰。
由空间电磁波被电子设备接受而形成的干扰。
例如：高频感应加热炉、各种有触点电器所产生的电火花、电弧等都会产生辐射电磁波，当它们附近的电子设备所接受的电磁波达到一定的强度时，就可能形成电磁辐射干扰。
4.共阻抗干扰。
由于电子设备中各个电回路之间的公共导线存在着电阻和电感，当一个回路的电流流过这段公共导线时，会在导线上产生电压降，这一阻抗压降耦合到其他电子回路中就形成了共阻抗干扰。
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
浅析继电保护的电磁干扰及其防护措施
浅析继电保护的电磁干扰及其防护措施摘要：本文分析了电气设备中继电器及的干扰因素及其机理，并提出了抑制干扰的有效措施。
关键词：继电器电磁干扰保护措施随着我国经济的高速发展，人们生活和社会活动对电力的需求越来越高，与之相应的为了保障安全可靠地供电，对继电保护也不断提出新的要求，继电保护元件也在向安装调试简单、运行维护方便、保护动作迅速、灵敏可靠方向发展。
但是在现场运行过程中，如果抗干扰措施落实不当，则很容易受到外界环境的干扰，造成保护不正常、继电保护的误动、拒动等会严重威胁到电网的安全运行，因此继电保护的抗干扰措施一直是继电保护工作的重点。
干扰源产生的干扰之所以能影响继电器的正常工作，须经过一定的方式传输给被干扰的设备，这就是形成干扰的三个要素：形成电磁能量的干扰源、干扰传递的途径、对干扰敏感的接受设备。
电气设备和电子设备在其运行过程中都会产生电磁能，并能通过传导、辐射两种形式对继电保护设备产生干扰。
电磁干扰具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经过传导和辐射会污染电磁环境，对电子设备造成干扰，有时甚至危及操作人员的安全。
一、继电保护的电磁干扰因素一般情况下，电力系统的电磁干扰主要来源于内部干扰和外部干扰两个方面：内部干扰是指系统内部的元件，如电容和杂散电感的结合，引起了不同信号的感应，多点接地造成的电位差干扰，高频信号传输造成的电磁波反射等；外部干扰主要指外部环境因素所决定的干扰，如雷击、直流电源的中断与恢复、中压开关柜操作等原因都将产生较强的电磁干扰。
常见的干扰有以下几种[1]：（1）工频干扰当变电所内发生接地故障时，会在变电所地网中和大地中流过接地故障电流，通过地网的接地电阻，使得地网上任意不同的两点之间产生很高的地电位差，这种干扰的电位幅值取决于地网接地电阻及入地电流的大小。
（2）高频干扰电力系统的隔离开关的动静触点接近后会产生电弧闪络，从而产生操作过电压，干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网，从而对相关二次回路和二次设备产生干扰，当干扰水平超过装置逻辑元件允许的干扰水平时，将引起继电保护装置的不正常工作。
解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施
解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施
有效的开关电源电磁干扰抑制措施包括：
1. 选择合适的滤波器：在开关电源输入端、输出端以及变压器绕组的附近安装滤波器，可以有效滤除高频噪声和突变噪声，减少电磁辐射。
2. 使用磁性材料：在开关电源变压器绕组的附近使用磁性材料，如铁氧体、铁氟龙等，可以有效吸收和屏蔽电磁干扰。
3. 地线布局：合理布置地线，减少电磁干扰。
不同元器件的地线要分开布局，避免共
用一个接地点。
4. 合理选择元器件：选择低电阻、低电感、低容值的元器件，减少电路中的谐振，降
低电磁干扰。
5. 优化电路设计：合理布局和连接元器件，减少信号回路，增加信号路径的隔离，减
少电磁干扰。
6. 使用屏蔽材料：在开关电源敏感部分使用屏蔽材料，如铝箔、铁氧网、铜网等，将
电磁辐射封锁在内部。
7. 设计良好的接地系统：确保良好的接地系统，包括减少接地回路的电阻，建立良好
的接地连接。
8. 符合电磁兼容性标准：在设计和生产过程中遵循电磁兼容性标准，如EMC（电磁兼容性）标准，确保产品符合相关电磁干扰限制。
以上是一些常见的有效的开关电源电磁干扰抑制措施，根据具体的应用场景和需求，还可以采取其它的措施来减少电磁干扰的影响。
继电保护装置抗干扰措施
继电保护装置抗干扰措施探讨摘要：本文结合工作经验，针对保护装置实际运行存在的电磁干扰问题进行分析，提出一些相应的抑制措施。
关键词：继电保护装置电磁干扰抑制措施中图分类号：tm774文献标识码： a 文章编号：一、概述随着微机自动化、通信及变电设备制造等技术的发展，国内许多常规的继电保护自动装置和监控设备不断更新换代，电力系统自动化水平得到逐步提高，变电站控制也正朝着数字化、集控化乃至无人值守方向发展。
数字化时代的全面到来，对继电保护提出了新的要求，也就对继电保护装置的电磁兼容(emc)和防护等级(ip)提出了更高的要求。
然而，当电磁型继电保护用微机型代替时，以及用微机对变电站进行综合自动化控制时，来自多方面的干扰将不可避免地通过微机控制系统的开关量和模拟量的输入通道或其它途径进入微机内部，一旦这些干扰对该系统产生作用，轻则造成数据传送错误，重则造成保护误动、拒动，造成电力系统供电事故，严重威胁电网的安全运行。
此外，当有大的电气设备漏电或接地不良时，该微机控制系统的输入通道中将直接串入很高的共模或差模电压，若处理不当，这将会引起输入信号的失真甚至淹没。
因此，为保证电力系统安全供电，就必须特别重视电气二次回路抗干扰措施，将硬件、软件以及施工改造方案等方面配合起来，提高微机控制系统的抗干扰能力，从而使它们能够长期健康的为电网安全稳定运行服务。
二、电磁干扰的种类及传播途径一般情况下，由于系统内发生接地故障、倒闸操作或者雷击等原因都将产生较强的电磁干扰。
干扰电压主要是通过交流电压、电流回路，信号及控制回路的电缆进入保护二次设备，使装置的“读程序”或者“写程序”出错，导致cpu执行非预定的指令，或者使微机保护进入死循环。
常见的干扰有以下几种：1、辐射高频感应加热设备、高频焊接等工业设备以及电视发射台、雷达等大功率电子设备都可以通过电磁波辐射，干扰附近的精密仪器及仪表；架空输电线辐射出电磁场也会通过供电线路侵入电子设备，造成干扰信号。
变频器应用中的干扰及抑制措施
１ 系统 硬 件 抗 干 扰 措 施
１ １ 干 扰 来 源 － ．
由 于谐 波 的 危 害 很 大 ， 以 在 供 水 系 统 中 必 须 采 取 一 所 定 的 措 施 最 大 限 度 的 消 除 谐 波 ， 于 变 频 器 的 谐 波 抑 制 技 对 谐 波 源 ， 以 系 统 就 不 可 避 免 的 产 生 高 次 谐 波 ， 常 变 频 器 所 通
且 在 中间直 流 电路 中安 装 Ｄ Ｃ电抗 器 ， 加 阻 抗 ， 制 谐 波 。 增 抑
我 厂 恒 压 供 水 系 统 采 用 第 三 种 谐 波 抑 制 错 失 ， 装 抑 加
制 装 置 后 的 电路 图 如 图 １ 示 。 所
Ｆ （ Ｃ２开关 量控制 块）
Ｄ ５（ Ｂ １开关量
谐 波 夹 杂 在 基 波 当 中 ， 电 气 设 备 的 危 害 是 十 分 严 重 对
的 。谐 波 电 流 通 过 变 压 器 ， 以 使 变 压 器 铁 心 损 耗 明 显 增 可 加 ； 波 电 流 通 过 水 泵 电 机 ， 仅 会 使 电 机 的 铁 心 损 耗 增 谐 不 加， 而且 会 使 电 机 的 转 子发 生 振 动 现 象 ， 响 正 常 供 水 ； 影 谐 波 还 可 以使 感 应 式 电 能 表 计 量 不 正 确 ， 给 自 来 水 厂 造 成 会
５ 结 论
本 文 结 合 实 验 室 的 Ａ／ Ｏ脱 氮 工 艺 ， 立 了一 套 污 水 处 建 理 自动 控 制 系 统 ， 得 如 下 进 展 ： 取
执行 数据块）
Ｆ （ Ｃｌ 模拟 量
的采集块 ） ＤＢ１ （ 采集 数据 块）
ＤＢ２ Ｄ Ｂ２ ０－ ５
．
可控硅整流装置引起的危害和抑制措施
１ 变压器 。在高次 谐波 电压 的作用 下 ， ＿ 变压器 的绕 组， 通过谐波电流会增 加励磁 电流 ， 功率损耗增 加， 效率 降 低， 增加噪音。 ２ ．电动机 。 波电流通过 同步 电机定子时 ， 谐 使定子绕 组发热加剧， 从而降低了电机的输出功率， 同时也增加功 率损失， 对异步电机也会使励磁电流增大， 功率损失增加 力率降低。 ３ ．电容器。 它对高次谐波电流最为敏感， 除谐波在系 统感抗和电容 器容抗 之 间引起并联谐 振外会 引起严 重 的 过负荷 ， 电容器严重损坏或无法运行 。 造成
可控硅整流装置 引起 的危 害和抑制措施
林基 堂
摘
牟
桃
。
要： 使用的可控硅 整流装置产生 的高次谐 波 ， 如不加 抑制会对 交流 电网和电器设备产 生严 重影响
为确保 系统运行安全 ， 须对 可控 整流装置采 用实际可行的抑制措施 。
关键词 ： 可控装置 ； 高次谐 波； 涉及危 害； 抑制措施 ； 确保安 全。 中图分类号 ：Ｎ ２ Ｔ ３４ 文献标识码： Ａ
维普资讯
第 ６卷
第 ６Ｆ ＪＸＩＵＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ ＯＵ ＡＬ Ｏ Ｉ ＶＥ Ｓ Ｔ
Ｖ １６ Ｎｏ ６ ０． ．
２０ ０６年 ｌ ２月
Ｄｅ ． ０） ｅ２ （ ６
文章编号 ：６ ２ ７ ８ ２ ０ ）６— ０ ２— １７ －６５ ｛ ０６ ０ ０ ７ ２
对应 的三的倍数 的高次谐波 的磁 通。这些 高次谐波 的磁 通 ， 变压器初 级绕组 的各相 内产生三的倍数的高次谐 将使 波电流。 因为 ， 的相位 一致 只能在 △接线 的绕组 内环 它 流 将能量 消耗在绕组 的电阻中。 因此 ， 电力变压器 与整 流变压器都 采用 Ｙ Ａ或 △ Ｙ ／ ／ 接 线时， 其高次谐波 中都 不包 含三的倍 数的 高次谐 波 ， 而 只有 ５ ７ １ 、３次等谐波 。 、 、１ １ ２ 增加 整 流相 数。可 控硅 整 流装 置 的整 流 相 数越 ． 多， 则整流后 的电压和 电流脉 动 曲线越平 坦 ， 高次谐 波 电 压含有率越低 。并且 ， 制角 ａ ０ ≤ａ ０ ） 小 ， 控 （ 。 ≤９ 。 越 高次 谐 波电压含有率越低 。因此 ， 三相电源组成的多相整流 电 路 （ ６相 ，２相） 如 １ 得到广泛应用。（ ： １ 整流时高 如 用 ２相 次谐波 只占全 电流的 １ ） ％
高频开关电源中的电磁干扰问题及抑制措施
高频开关电源中的电磁干扰问题及抑制措施中国人民解放军78156部队重庆市九龙坡区 400039摘要：高频开关电源，在电力系统中属于比较常用的电气设备,也叫开关型整流器。
它的开关频率在50-100kHz可控范围内,主要是在IGBT或MOSFET的帮助下完成高频工作,具有运行稳定和高效率的特点，但同时也会受到电磁干扰的问题困扰。
本文通过对电磁干扰的成因及产生的机理进行分析，探讨能够抑制高频开关电源中的电磁干扰问题的有效策略，以供参考。
关键词：高频开关电源；电磁干扰；抑制措施前言：在电力系统中，由于开关电源本身重量轻、体积小和效率高的特点，被广泛应用在家用电器、计算机、通信、自动控制等电子设施设备上。
同时由于在高频条件下，开关电源工作会产生一定强度的电磁干扰，经过辐射和传导的过程，对周围的电磁环境造成一定程度的污染，进而影响电子设备的使用。
一、电磁干扰的类型在高频开关电源中，电磁干扰的来源主要来自两个方面，即设备电源自己内部出现的电磁干扰，以及设备外的电磁干扰。
设备外的电磁干扰，主要包括电磁脉冲(EMP)干扰、电网中的电磁干扰和静电放电(ESD)干扰等，而在高频开关电源的设备内部，产生电磁干扰的原因，主要是高频变压器、整流器等各种器件。
二、电磁干扰的成因由于高频开关电源本身就是个干扰源，这是由其原理所决定的。
在经过整流时，高频开关电源通过把交流电变成直流电，采用DC/AC变换技术，变成高频，经过滤波电路，滤去电流中输出电压中存在的纹波，可以使直流电压更加稳定。
但是在实现电流转换过程里，难以避免会出现许多谐波干扰问题。
此外，由于变压器存在漏电感应，与输出二极管的反向恢复电流所形成的尖峰，也存在一定的电磁干扰。
三、高频开关电源电磁干扰问题和机理（一）开关电路在高频开关电源中，开关电路既是重要的核心部分，也是主要电磁干扰源。
开关电路一般由两个组成部分。
一是道额雌花冲击电流瞬变，属于传感型的电磁干扰。
对变压器初级和配电系统形成一定影响，使电网收到谐波干扰，影响电气设备的正常运行[2]。
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整流装置对电网干扰的抑制措施
直流用电量占据总发电量的相当比重，整流装置交流侧谐波会引起电网的严重污染。
交流谐波的危害性很大，主要有：(1)对邻近弱电系统和并联运行的晶闸管装置产生干扰；(2)使发电机的容许负荷降低；(3)使变压器的噪声增高、功率损失增大；(4)使接入交流系统的电容器过载；(5)引起电器的附加发热；(6)在三相四线电路中谐波可使中性线过载；(7)使感应电动机转速发生周期性变动，并使其功率损失(铁损、铜损)增加；(8)使互感器的精确度降级；(9)影响电子计
算机的工作。
为了减少谐波，目前常用的措施是增加整流站等效相数、安装滤波装置、增加电源短路容量。
近年来研究成功的新措施是磁通补偿法、谐波注入法、谐波回送法、安装有源滤波器等方法。
1增加整流站等效相数
在大容量整流站的情况下，增加整流站等效相数，是减少谐波含量的有效方法。
等效多相制的原理是用人为的方法使所有整流器的同名相电压之间发生相位移，以减少谐波分量。
这样，各同名相电压形成N个相量组成的系统(N——整
流器组的数目)，它们彼此之间的相位移为360°/PN(P——脉波数)，而所有整流器组的全部电压形成PN个相量组成的对称多相系统，它们彼此之间的相位移也是360°/PN和PN相整流时二次电压间的相位移相等。
因此，在等效PN相制的情况下，一次电流及整流电压的波形与PN相整流电路相同，其所含谐波分量大大减少。
例如，当两台六脉波整流器的相电压之间的相位移为30°时，则整流站一次
电流与整流电压的波形将和十二脉波整流电路一样，也就是它们形成了等效十二相制。
等效多相制的实现，可采用下列各种方法：
(1)在主变压器之前接一移相变压器。
在此种情况下，加于主变压器的电压
等于电网电压与移相变压器二次电压之相量和。
加于主变压器的合成电压的相移角决定于移相变压器二次电压与电网电压间的相互关系。
移相变压器的功率与其输出电压成正比。
(2)如果主变压器之前接有调整自耦变压器，则可将后者的励磁线圈接成曲
折形，使主变压器一次电压的相位移动所需的角度，这样就可以达到移相变压器同样的效果。
(3)将整流站内一部分主变压器一次线圈接成三角形，而将另一部分主变压器的一次线圈接成三相星形(或一台主变压器具有两只二次线圈，一只接成三角形，而另一只接成三相星形)，使这两类主变压器的一次电流间(或两只二次线圈间)的相移角为30°，这样就可以使整流站的供电线路形成等效多相制。
这个方法可以单独应用，也可以和上述方法联合应用。
(4)将主变压器的二次线圈接成曲折形，使二次相电压的相位有的向前移动，
有的向后移动，形成等效多相制。
在等效多相制的情况下，若各台整流器的负荷不相等，则高次谐波的补偿程度比理论上的差，也就是交流侧的谐波含量较大。
在等效多相制的情况下，并联运行的整流器组之间将有平衡电流通过，这是因为这些整流器组的整流电压曲线并不重合，它们的脉振在时间上是不一致的。
平衡电流的频率等于这些脉振的频率，当它与整流臂工作电流叠加在一起时，可使整流臂的负担加强，并会产生额外的功率损失，所以必须设法限制它。
最有效的办法是采用平衡电抗器或阴极电抗器。
但当使用大容量三线圈整流变压器(二
次为△、Y双绕组)时，只要△与Y绕组间的漏抗设计得足够大，就可省去平衡
电抗器，效果同样能达到。
2安装滤波装置
通常一套滤波装置包括3～6只滤波器，其中主要是几只奇次单调谐固定式
滤波器，有时还有一只高通滤波器。
奇次单调谐固定式滤波器的滤波对象是幅值较大的如5、7、11、13等奇次
谐波中的某次谐波。
一般系统中即使出现少量的偶次谐波电流，奇次滤波器也对其有滤波作用，单调谐滤波器为C—L—R串联电路，它调谐于某一特定谐波。
高通滤波器可同时滤除幅值较小的几个高次谐波(例如17、19、23、25、……次)，在构成形式上，将C—L—R电路的串联阻尼电阻改为与L跨接的旁路电阻即可。
并联滤波器的基本设计方法有两种。
2.1单调谐滤波器
如图1所示，滤波器常数电感Lfn、电容Cfn与谐波次数n有下列关系
n2ω12Lfn·Cfn=1(1)
式中Lfn——电感；
Cfn——电容；
ω1——系统的额定角频率。
串联电阻Rfn一般都用下式的Qn表示
Qn=nω1Lfn/Rfn(2)
式中Qn——品质因数。
滤波器完全谐振时的滤波残留阻抗等于Rfn，这时Rfn越小，也即Qn越大，
滤波效果就越好。
但是实际上，由于系统频率的波动、电容与电感的温度、电压特性以及它们的最小调整范围的影响，往往引起谐振偏移，因而滤波效果也就降低了。
这里，我们考虑包含这些因数的等值频率波动率δ，如下式所示
式中δ——等值频率波动率；
Δf——系统频率波动范围；
f1——基波频率；
ΔCf,ΔLf——电容和电感的偏差部分。
一般，因为Δf/f1为±(0.2～1)％，ΔCf/Cfn为1％，ΔLf/Lfn为1％，所以δ很小。