继电保护电源设备中的噪声分析

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继电保护电源设备中的噪声分析

作者：张菊艳卢峥

来源：《硅谷》2008年第11期

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。