变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构及设计方法技术

本发明专利技术公开一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构及设计方法，结构包括：吸收型滤波器；基本单元；所述基本单元包括：差模电容、共模电感、第一共模电容和第二共模电容；共模电感连接负载侧和电源侧；差模电容两端并联在电源侧；第一共模电容和第二共模电容连接在电源和地之间。本发明专利技术结构能够有效对变电站电子式互感器采集单元进行有效的保护。

【技术实现步骤摘要】
变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构及设计方法
本专利技术属于电磁干扰滤波器
，特别涉及一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构及设计方法。
技术介绍
电子式互感器一般包括传感单元和采集单元，其中传感单元将一次电流或电压转变为伏级或毫伏级的电压小信号，采集单元将小信号调理成模拟量或转换成数字量输出到其他装置。采集单元由于全部采用电子电路，且安装位置靠近一次设备，因此采集单元容易受共模和差模骚扰。共模骚扰是指两个导线上骚扰电流振幅相等、方向相同的骚扰；差模骚扰是指两导线上的干扰电流振幅相等、方向相反的骚扰。近年来相继投运的智能变电站已多次出现电子式互感器采集单元损伤、丢包、通信异常等问题。越来越多的电子装置采用就地化布置，且紧邻高压设备，甚至挂接在高压设备外壳上，这导致电子装置越来越容易受到电磁干扰的影响，甚至因电磁干扰而失效，从而导致变电站停运，危及电网安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构及设计方法，对变电站电子式互感器采集单元进行有效的保护，保持互感器的内部产生的噪声不向外泄漏，同时防止外部的交流线路产生的噪声进入互感器。本专利技术有利于EMI滤波器的模块化设计和生产，减小了设计的难度，降低了工程应用生产成本。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，包括：吸收型滤波器；基本单元；所述基本单元包括：差模电容、共模电感、第一共模电容和第二共模电容；共模电感连接负载侧和电源侧；差模电容两端并联在电源侧；第一共模电容和第一共模电容连接在电源和地之间。本专利技术进一步的改进在于：吸收型滤波器安装在电源侧与变电站电子式互感器采集单元之间；基本单元安装在吸收型滤波器与变电站电子式互感器采集单元之间。本专利技术进一步的改进在于：包括若干级联的基本单元。本专利技术进一步的改进在于：吸收型滤波器的滤波频率上限为f0MHz；f0为变电站现场运行电磁环境下，共模骚扰和差模骚扰的最大频率。本专利技术进一步的改进在于：f0＝30MHz。本专利技术进一步的改进在于：基本单元的有效滤波频率下限为f2MHz；f2为变电站现场传导干扰的最低频率。本专利技术进一步的改进在于：吸收型滤波器的滤波频率下限等于基本单元的有效滤波频率上限。本专利技术进一步的改进在于：吸收型滤波器的滤波频率下限小于等于基本单元的有效滤波频率上限。变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构设计方法，其特征在于，包括：选取吸收型滤波器，确定吸收型滤波器的有效滤波频率范围f1～f0MHz；f0为变电站现场运行电磁环境下，共模骚扰和差模骚扰的最大频率；选取差模电容、共模电感、第一共模电容和第二共模电容；组成一级EMI滤波器基本单元；测试一级基本单元是否满足共模滤波的要求，如果不满足，继续级联一级基本单元直至满足共模滤波要求为止，然后进一步测试是否满足差模滤波要求；测试已有基本单元是否满足差模滤波的要求，如果不满足，继续级联一级基本单元直至满足差模滤波要求为止，完成整个EMI滤波结构设计。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种变电站现场用电子式互感器采集单元EMI滤波器及其设计方法，选取“吸收型滤波器+EMI滤波器基本单元级联”为EMI滤波器的拓扑。EMI滤波器基本单元包括共模电感、共模电容和差模电容。首先选取一款吸收型滤波器，吸收型滤波器能够抑制f1～30MHz的骚扰，则EMI滤波器基本单元级联的工作频率范围不小于f2～f1。f2为变电站现场电子式互感器采集单元所受的最低传导干扰频率。通过级联增加EMI滤波器的方式保证满足共模和差模滤波要求。变电站现场运行电磁环境下，共模骚扰和差模骚扰的最大频率可达30MHz，由电容电感组成的EMI滤波器基本单元在高频阶段由于寄生参数的影响，高频滤波实现；而吸收型滤波器在高频阶段呈高阻抗、在低频阶段近乎通路，无衰减。“吸收型滤波器+EMI滤波器基本单元级联”组合的方式，能够实现两种类型滤波器的优势互补。而且本专利技术有利于EMI滤波器的模块化设计和生产，减小了设计的难度，降低了工程应用生产成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：附图1是本专利技术的EMI滤波器基本单元示意图；附图2是本专利技术的EMI滤波器设计方法流程图；附图3是本专利技术的EMI滤波器的频率范围示意图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。EMI滤波器又称电磁干扰滤波器，功能就是保持电子设备的内部产生的噪声不向外泄漏，同时防止电子设备外部的交流线路产生的噪声进入设备。实施例1请参阅图1所示，本专利技术提供一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，包括：吸收型滤波器和基本单元；吸收型滤波器可以采用磁环或其他滤波结构，滤波的有效滤波频率范围f1～f0MHz。f0为变电站现场运行电磁环境下，共模骚扰和差模骚扰的最大频率；该频率可达30MHz。基本单元包括：共模电感L、一个差模电容Cx、两个共模电容CY。两个共模电容称为：第一共模电容、第二共模电容。共模电感连接负载侧和电源侧；差模电容两端并联在电源侧；第一共模电容和第二共模电容连接在电源和地之间。本专利技术提供一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构安装在供电电源与电子式互感器采集单元的电源侧之间；一般的，吸收型滤波器安装在供电电源和基本单元之间。实施例2本专利技术提供一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，包括：吸收型滤波器和基本单元；其与实施例的结构不同之处在于，包括多个级联的基本单元。实施例3请参阅图2所示，本专利技术提供一种变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构设计方法，包括以下步骤：选取一款吸收型滤波器(如磁环)，确定吸收型滤波器的有效滤波频率范围f1～30MHz；则EMI滤波器的基本单元级联模块的有效滤波范围为f2～f1，其中f2为变电站现场传导干扰的最低频率。选取一款共模电感L，确定其共模电感LY、漏感Lx，选取一款共模电容CY、差模电容Cx，组成一级EMI滤波器基本单元；变电站现场电子式互感器传导干扰中，共模干扰分量较差模干扰大，因此先设计共模干扰电路，首先测试一级基本单元是否满足共模滤波的要求，如果不满足，继续级联一级基本单元直至满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，包括：/n吸收型滤波器；/n基本单元；所述基本单元包括：差模电容、共模电感、第一共模电容和第二共模电容；/n共模电感连接负载侧和电源侧；差模电容两端并联在电源侧；第一共模电容和第二共模电容连接在电源和地之间。/n

【技术特征摘要】
1.变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，包括：
吸收型滤波器；
基本单元；所述基本单元包括：差模电容、共模电感、第一共模电容和第二共模电容；
共模电感连接负载侧和电源侧；差模电容两端并联在电源侧；第一共模电容和第二共模电容连接在电源和地之间。


2.根据权利要求1所述的变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，吸收型滤波器安装在电源侧与变电站电子式互感器采集单元之间；
基本单元安装在吸收型滤波器与变电站电子式互感器采集单元之间。


3.根据权利要求1所述的变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，包括若干级联的基本单元。


4.根据权利要求1或3所述的变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，吸收型滤波器的滤波频率上限为f0MHz；f0为变电站现场运行电磁环境下，共模骚扰和差模骚扰的最大频率。


5.根据权利要求4所述的变电站电子式互感器采集单元的EMI滤波结构，其特征在于，f0＝30...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲平，肖燕，许婧，赵明敏，赵鹏，杨志超，林珊珊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11