【摘 要】 对变电站现场测量仪表的串模干扰和共模干扰产生的原因进行阐述后，从屏蔽技术、积分隔离技术、浮地屏蔽（接地）技术、隔离技术等方面，详细分析研究了变电站现场测量仪表串模干扰和共模干扰的主要防范技术措施。
【关键词】 变电站 测量仪表 干扰
在变电站中，数显测量仪表可同各种型号功能传感器、变送器等配套使用，实现对电压、电流、功率因素、温度、压力等被测参数信号的采集、显示和控制。由于变电站的特殊电磁交互环境，数字显示测量仪表其运行环境较复杂，测量现场周围存在大量的强交变电磁场、强射频辐射、以及动力电源等，其可能会影响到变电站现场测量仪表的数据信息采集准确性和自动操控的可靠性，在数据信号采集、传输、以及自动操控等环节中形成干扰源。
1 变电站现场测量仪表的主要干扰问题
干扰主要来自于干扰源，在现场测控仪表内外均可能存在。在变电站系统中，现场测控仪表外部的电力设备（如：变压器、电压互感器等）、大功率用电设备（如：站用变、所用变等）等均可能成为干扰源[2]。根据仪表输入端干扰（即干扰源进行信号电路）的作用方式，可划分为串模干扰和共模干扰两大类。
1.1 串模干扰
工程中最常见的串模干扰表现形式为交流声，即迭加到仪表待测直流信号上的50Hz交流噪音，也可以简单看成现场测控仪表电源系统固有的交流电压信号干扰，如现场测量表现出的直流电源中的纹波。另外，串模干扰还可能是由于仪表检测现场的空间电磁场在输入端引线上感应产生的干扰信号，当其值超过数字仪表自身所具备的抑制能力时，就会引起现场测控显示值发生波动，出现跳字等不稳定运行工况，进而引起测量误差，导致测控保护装置不能及时准确动作。工程中常用串模抑制比SMR来体现现场测控仪表对串模干扰的综合抑制能力，即利用串模干扰电压峰值与仪表显示值间产生的最大误差来表示，具体函数表达为：
（1）
1.2 共模干扰
共模干扰是同时加在变电站现场测控数字仪表高（H）、低（L）输入端引线上的干扰。从实际测量可知，由于高（H）、低（L）两回支路的阻抗（Z）相差较大，相应所产生的压降相差较大，进而在高（H）、低（L）两端就会形成一个电压降，作用在仪表上产生测量误差。工程中通常采用共模抑制比CMR来体现现场测控仪表对共模干扰的综合抑制能力，即利用共模干扰电压峰值与仪表显示值间产生的最大误差来表示，具体函数表达为：
（2）
2 变电站现场测量仪表干扰的主要防范措施
应采取合理的防范技术措施，确保变电站现场测控仪表具有较高的测量实时性、准确性和可靠性[3]。
2.1 串模干扰的防范技术措施
串模干扰与待测信号以叠加形式表现，一旦其产生则很难采取措施予以完全消除。因此，在现场仪表设计、制造、安装调试等过程中，应采取相应技术措施防止串模干扰的发生。
2.1.1 将信号导线按照扭绞形式敷设
将信号导线扭绞在一起能使信号回路外部包围面积大为减少，相应信号导线上的感应电势也会大大降低，干扰程度就会削弱。另外，将信号导线采取扭绞敷设方式，信号导线距离干扰源间的距离也大致相等，且分布电容也就基本相等，相应导线距地的感应电势也会大大降低。
2.1.2 屏蔽技术
屏蔽就是采用一层金属网作为信号屏蔽层将信号导线有效保护起来，通过隔断“场”的耦合，抑制“场”的干扰，来达到抑制防治干扰效果。变电站工程中通常选用金属屏蔽导线作为信号传输导线，以提高信号采集、传输的准确可靠性。但采用屏蔽措施后，金属屏蔽层在敷设过程中必须按照设计或相关技术规范要求做好正确接地，以降低干扰源与信号导线间的分布电容值，将干扰屏蔽衰减到最小值。
2.1.3 积分滤波技术
对于积分式仪表而言，当积分时间等于干扰信号的整周期倍数时，其自身具备无穷大的干扰抑制能力。但由于实际运行中工频周期和积分时间存在相对不稳定性，相应积分仪表对工频干扰的抑制能力也会被削弱，可以采取锁相技术，确保钟频能随工频电源频率变化而变化，即确保仪表在电源从48～51Hz范围内波动时具有良好的跟踪性能，使得现场测控仪表自身SMR得到很大提高。为了有效衰减交流噪声干扰，可以在仪表输入端的一个或数个有源滤波器采用滤波手段，来提高信号滤除效率。在变电站现场测控仪表中，应该根据干扰源的型式合理选用积分技术或滤波技术，以提高仪表自身的串模干扰抑制能力，确保其具有较高的测量准确性和可靠性。
2.2 共模干扰的防范技术措施
变电站现场测控仪表系统其信号多为低电平，由此共模干扰则会使测控仪表的信号发生迭加畸变，进而带来各种测量的误差或错误，引起测控保护装置误动作、拒动作。
2.2.1 浮地屏蔽（接地）技术
为了运行安全，变电站中测控仪表和信号源外壳均需大地可靠接地，确保系统具有良好零电位特性。动力源、信号源电路、以及仪表外壳也需与大地可靠接地。为了提高变电站现场测控仪表的综合抗干扰能力，工程中应将低电平测量仪表中把二次仪表按照“浮地”屏蔽方式设置，即通过相应技术措施将二次仪表同地有效绝缘屏蔽，以隔断共模干扰电压向二次仪表的泄漏途径，确保干扰无法进入到二次仪表系统中。
2.2.2 隔离技术
在变电站现场测控仪表系统中，可以采取变压器隔离、光电隔离等隔离手段，利用隔离设备或元器件将模拟信号电路同数字信号电路有效隔开，进而使共摸干扰电压在仪表内部电路中形不成完整回路，即通过隔离单元来阻止干扰回路的形成达到抑制干扰的目的。
3 结语
在实际工程应用中，应该针对干扰源特性，选择其中1种或多种消除抑制措施来提高仪表信号测量的抗干扰能力，减小干扰对仪表引起的测量误差，确保变电站现场测控仪表具有较高的测量实时性、准确性和可靠性。
参考文献：
[1]王英.自动化仪表的电磁兼容性分析与设计[J].仪器仪表标准化与计量，2006，（1）：28-30.
[2]戚凤梅.电测仪表的屏蔽保护初析[J].现代计量通讯，2007，（3）：18-20.
[3]管立江.电子测量仪表的抗干扰措施[J].大众标准化，2002，（06）：44-45.
