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        基于電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題探析

        2015-05-13 19:31:20張?jiān)鲁?/span>
        卷宗 2015年3期
        關(guān)鍵詞:電磁干擾電力設(shè)備

        張?jiān)鲁?/p>

        摘 要:隨著各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化智能化發(fā)展已成為趨勢(shì)。而作為電力系統(tǒng)中的重要部分,電力設(shè)備控制系統(tǒng)的接地問題非常關(guān)鍵。良好的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)是保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。利用單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制是目前來講多數(shù)電力系統(tǒng)廣泛采用的方式,運(yùn)用單片機(jī)控制系統(tǒng),不僅可以提高電力設(shè)備的抗干擾能力,更是保障正確接地方式的重要技術(shù)。本文就基于電力設(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng)接地問題展開分析,就運(yùn)用單片機(jī)如何控制電力設(shè)備的接地進(jìn)行研究。

        關(guān)鍵詞:電力設(shè)備;單片機(jī)控制系統(tǒng);接地問題;電磁干擾

        一直以來,電力設(shè)備的運(yùn)行工作都受到電磁干擾等因素的長期困擾,而電力直流系統(tǒng)中的接地處理一直以來都是變電站注重的焦點(diǎn)。接地方式的正確與否,不僅影響著控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn),更與整個(gè)電力控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著直接聯(lián)系。因單片機(jī)控制系統(tǒng)的工作會(huì)受到周圍環(huán)境的影響,本文從電磁兼容的角度來分析,電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題如何處理。

        1 單片機(jī)控制系統(tǒng)常用的三種接地方式

        事實(shí)上,電力系統(tǒng)中接地一般分為安全接地和工作接地,前者的目的是保證電力設(shè)備與操作人員的人身安全,而后者的目的則是為了工作電力提供基準(zhǔn)點(diǎn)位。具體來說,工作接地也包括直流地、交流地以及電源地、信號(hào)地和模擬地、數(shù)字地等多類型的借地方式?;陔娏υO(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng),幾種不同類別的接地方式可能同時(shí)運(yùn)用。以下就常見的三種接地方式進(jìn)行詳細(xì)的分析。

        1.1 懸浮地

        所謂懸浮地就是指整個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)擁有自身獨(dú)立的電路環(huán)路,而不予打的直接相連的接地方式。通過電力設(shè)備的即可與打的直接相連,不僅能起到保護(hù)人身安全、設(shè)備安全的目的,還能實(shí)現(xiàn)防止電磁干擾,確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的目的。其接線方式如圖1所示,在實(shí)際的電力設(shè)備單片機(jī)控制系統(tǒng)中,如果要采用這種接地方式,需要將控制系統(tǒng)的電源當(dāng)作整個(gè)系統(tǒng)的公共地。

        就上圖可以看出,懸浮地的接地方式主要優(yōu)勢(shì)就是其單片機(jī)控制系統(tǒng)的街地面沒有和機(jī)殼直接相連,這種方式可以有效避免機(jī)殼中的干擾電路影響信號(hào)電路,也不會(huì)使得電力系統(tǒng)中的強(qiáng)電信號(hào)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)造成威脅。

        1.2 單點(diǎn)接地

        所謂單點(diǎn)接地就是指整個(gè)電力系統(tǒng)中選擇電路中的每一點(diǎn)作為系統(tǒng)唯一的接地點(diǎn),其布線方式主要有兩種,第一就是系統(tǒng)中個(gè)單元可以直接接到各自的接地點(diǎn)中,第二則將系統(tǒng)中各單元進(jìn)行并聯(lián)后再接到接地電上。

        如果想要防止噪音和抑制干擾對(duì)系統(tǒng)造成影響,我們一般不采用控制器為A/D轉(zhuǎn)換器模擬地域數(shù)字地共地的方式,因?yàn)檫@樣可能會(huì)影響到單片機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行,但這種節(jié)點(diǎn)方式非常簡(jiǎn)單便捷,布線也非常方便。

        1.3 多點(diǎn)接地方式

        多點(diǎn)接地方式主要將系統(tǒng)中的各個(gè)單元直接與大地相連,這種方式能夠直接為系統(tǒng)各并聯(lián)的單元提供低阻抗接地的路徑。因接地線較短,因此能夠有效降低界線上出現(xiàn)高頻主播的情況,從而避免單點(diǎn)接地容易出現(xiàn)的高頻問題。但整體上來說,多點(diǎn)接地方式相較于單點(diǎn)接地方式增加了更多地線回路,這些回路對(duì)較低電平的電路會(huì)產(chǎn)生干擾,從而影響到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,也很難避免外部工頻交流電造成的影響。

        2 電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地方式選擇應(yīng)注意的問題

        由上述可知,在實(shí)際的電力設(shè)備單片機(jī)控制系統(tǒng)中,選擇接地方式不僅適宜,更要注重安全。在選用懸浮接地的方式時(shí),首先應(yīng)充分考慮系統(tǒng)整體與機(jī)箱之間的間隔。需要特別注意的是,當(dāng)機(jī)箱擋板的周圍包地時(shí),此時(shí)的地非常容易和機(jī)箱產(chǎn)生接觸,所以在固定擋板時(shí),應(yīng)注意觀察板周圍有無與金屬物質(zhì)接觸,而如果采用的螺旋固定的方法,則還要防止螺桿穿透了包地線。

        而如果采用單點(diǎn)接地或者多點(diǎn)接地等接地方式,有時(shí)可能會(huì)錯(cuò)將電力系統(tǒng)中的零線當(dāng)作接地線進(jìn)行接地,這種行為是非常危險(xiǎn)的。雖然實(shí)際上零線也接地,但一般只使用在配電站的接地中。因零線是所有負(fù)荷電流提供的一條回路,而單片機(jī)系統(tǒng)的接地點(diǎn)位主要由零線接地點(diǎn)的實(shí)際點(diǎn)位阻抗和負(fù)荷電流的積來決定的。此時(shí),整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)是與強(qiáng)電信號(hào)連起來的,如果出現(xiàn)了這種情況,不僅可能影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致線路上所有電子元器件炸裂損壞。

        3 結(jié)語

        總之,對(duì)于電力設(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng),多種接地當(dāng)時(shí)的選擇必須依照實(shí)際的系統(tǒng)情況和線路布線方式來設(shè)計(jì),但無論采取哪一種方式都很難解決電磁干擾的現(xiàn)象,因此,我們應(yīng)綜合性的考慮系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行來選擇。

        參考文獻(xiàn)

        [1]吳爭(zhēng)榮,李曉明,張俊瀟. 電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題研究[J]. 電力科學(xué)與工程,2014,01:68-70.

        [2]吳爭(zhēng)榮,李曉明,張俊瀟. 電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題研究[J]. 廣西電力,2014,02:49-52.

        [3]吳爭(zhēng)榮,李曉明. 單片機(jī)控制系統(tǒng)開關(guān)電源接地問題研究[J]. 繼電器,2009,10:77-79.

        [4]王保倉. 電力二次系統(tǒng)接地及抗干擾方法研究[D].東南大學(xué),2006.

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