發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護(hù)技術(shù)研究

奎屯農(nóng)七師勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院（有限責(zé)任公司） 新疆奎屯 833200

摘要：升壓站一次回路以及其他外部設(shè)備或自然因素對(duì)二次回路的電磁干擾，都會(huì)使設(shè)備裝置失去效用。本文主要分析了發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護(hù)技術(shù)，希望給相關(guān)領(lǐng)域一些參考。

關(guān)鍵詞：二次系統(tǒng)；電磁干擾；防護(hù)技術(shù)

從社會(huì)進(jìn)入電氣時(shí)代以來，發(fā)電廠、升壓站等電力系統(tǒng)就扮演著越來越重要的角色。但同時(shí)隨著電工技術(shù)的發(fā)展，不必要的電磁能量產(chǎn)生過多，帶來的危害影響也愈加大。本文從電磁干擾的產(chǎn)生要素、環(huán)境等方面來分析電磁干擾的防護(hù)措施。

一、電磁干擾的產(chǎn)生

電磁干擾效應(yīng)是指接收器接收到經(jīng)過耦合途徑傳輸?shù)碾姶拍芰?。所有在預(yù)期之外的電磁能量都可以被視為電磁干擾。電磁干擾的產(chǎn)生必須具備三個(gè)條件：電磁干擾源、耦合途徑、接收器。

（一）地磁干擾源

電磁干擾源一般可以分為兩種：人為干擾源和自然干擾源。

由機(jī)電等電能裝置或其他人工設(shè)備產(chǎn)生的電磁能量干擾屬于人為干擾源。其中在完成本身功用的同時(shí)附加產(chǎn)生的電磁能量的發(fā)射，如：照明設(shè)備、家用電器、公共交通工具等，屬于無(wú)意發(fā)射干擾源。像雷達(dá)和導(dǎo)航、通信、電視、廣播等專門發(fā)射電磁能量的無(wú)線電裝置，屬于有意發(fā)射干擾源。

自然干擾源大多來源于地球外層空間的宇宙噪聲、大氣層的噪聲。這些不僅是地球電磁環(huán)境的基本要素，還是干擾無(wú)線電裝置的干擾源。

不論是自然還是電能裝置發(fā)射的電磁能量，可以致使設(shè)備裝置性能作用減弱或失效，造成人或者其他生物健康危害。

（二）耦合途徑

電磁干擾分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。干擾源通過空間將信號(hào)干擾到電網(wǎng)絡(luò)接收器被稱為輻射干擾。通過導(dǎo)電體將一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)干擾到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)的電磁干擾是傳導(dǎo)干擾。電磁干擾的傳播途徑就是耦合途徑，分為輻射耦合途徑和傳導(dǎo)耦合途徑。最常見的就是空間輻射和導(dǎo)線的傳導(dǎo)。所有電磁干擾的產(chǎn)生都必定存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑。

（三）接收器

接收器也被稱為敏感設(shè)備，是所有受干擾對(duì)象的統(tǒng)稱，可以是電能裝置，也可以是人或者其他生物。許多設(shè)備裝置不僅是電磁干擾源還是接收器。

二、升壓站電磁干擾的因素

升壓站是復(fù)雜電磁環(huán)境的典型，發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象的概率非常大。主要的干擾及成因有：

第一，雷擊高架、線路、控制塔。雷擊到戶外線路或者構(gòu)件，其大電流會(huì)傳到地接網(wǎng)，二次電線電纜的屏蔽層分布在不同的接地點(diǎn)時(shí)，由于地網(wǎng)電阻而產(chǎn)生的瞬態(tài)電流流過屏蔽層，進(jìn)而感應(yīng)出二次電纜芯線中的干擾電壓。

第二，系統(tǒng)短路故障。系統(tǒng)短路故障時(shí)會(huì)引起地網(wǎng)電位的升高，從而引起二次電纜中的干擾電壓。

第三，二次系統(tǒng)中的開關(guān)操作。因?yàn)榇嬖诟行载?fù)載，在二次系統(tǒng)的控制端口和信號(hào)電源端口形成急速瞬變的脈沖干擾。高壓隔離開關(guān)和斷路器可能在線路上引起多種頻率分量的減弱震蕩波，通過天線將電流電壓以靜態(tài)電磁場(chǎng)的形態(tài)向四周空間輻射能量，直接耦合干擾到二次系統(tǒng)。

第四，放電現(xiàn)象，一般是靜電放電和局部放電。靜電放電通常是人為對(duì)設(shè)備裝置造成的，可能導(dǎo)致裝置性能失效。局部放電中電磁輻射的發(fā)生頻率高，可能干擾電能裝置中的線路。

三、電磁干擾的防護(hù)措施

干擾源的電磁能量通過多種通道以輻射或者傳導(dǎo)的方式耦合到升壓站的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。通常耦合干擾的是信號(hào)線、電力線、控制回路和自動(dòng)化系統(tǒng)的電壓及干擾電流的水平或者電磁場(chǎng)的水平。預(yù)防電磁干擾出現(xiàn)的一個(gè)基本要求就是依據(jù)規(guī)定的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)電磁兼容。以下是常用的電磁兼容技術(shù)措施。

（一）屏蔽措施

1、二次設(shè)備內(nèi)，為了屏蔽電場(chǎng)，以防高頻干擾信號(hào)利用分布電容傳入自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，通常在自控裝置所使用的各類中間互感器的一、二次繞組間或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量和微機(jī)保護(hù)之間加設(shè)屏蔽層。

2、為了抑制外部高頻干擾，可以在升壓站的機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子上對(duì)地面接一個(gè)耐高壓的小電容。并且綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)柜和機(jī)箱所使用的鐵質(zhì)材料本身就有屏蔽作用。

3、將屏蔽電纜應(yīng)用到一次設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)輸入輸出的連接中，屏蔽層兩端接地，可以明顯削弱電場(chǎng)耦合和磁場(chǎng)耦合。

（二）接地保護(hù)

干擾產(chǎn)生的因素之一就是二次設(shè)備和二次電纜屏蔽層接地電位的變化。因此，接地技術(shù)不僅是升壓站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)抗干擾的主要方法，也是升壓站一次、二次設(shè)備電磁兼容的重要方法。如果在升壓站設(shè)計(jì)和施工建設(shè)的時(shí)把屏蔽與接地有機(jī)結(jié)合，抗干擾效果良好。

接地技術(shù)有三種方式：?jiǎn)吸c(diǎn)、浮點(diǎn)、多點(diǎn)接地。將所有需接地的引線都接到一個(gè)點(diǎn)，再將其直接接入大地，這種技術(shù)是單點(diǎn)接地。浮點(diǎn)接地比較容易產(chǎn)生靜電電荷積累，一般在設(shè)備工作狀態(tài)或電路不能連接大地時(shí)被采用。將設(shè)備或系統(tǒng)中需接地的引線與其最近的大地直接相連接的方法是多點(diǎn)接地。

（三）削弱強(qiáng)電回路的感應(yīng)耦合

電流和電壓互感器的二次回路電纜從高壓裝置引出到監(jiān)控和保護(hù)安裝處時(shí)，盡量靠近接近體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。

高壓母線通常是影響力很強(qiáng)的干擾源，因而削弱電磁耦合的有效措施就是增加高壓母線和控制電纜之間的距離，盡量減少控制電纜的平行長(zhǎng)度。同時(shí)，為了減少感應(yīng)耦合，控制電纜要盡量遠(yuǎn)離高頻暫態(tài)電流的接地點(diǎn)，如耦合電容器、電容式電壓互感器、避雷器和避雷針的接地點(diǎn)等。

（四）隔離措施

隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)、斷路器、主變壓器分頭位置等都屬于升壓站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入。對(duì)隔離開關(guān)、斷路器、主變壓器分接開關(guān)的控制就是開關(guān)量的輸出。隔離開關(guān)和斷路器都在強(qiáng)電回路中，一旦直接連接自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)引入電磁干擾。利用繼電器觸點(diǎn)或光電耦合器隔離，可以抑制這些較強(qiáng)的電磁干擾。

四、結(jié)束語(yǔ)

保護(hù)設(shè)備連接的戶外電纜，通過傳導(dǎo)途徑干擾保護(hù)設(shè)備，這是對(duì)升壓站產(chǎn)生電磁干擾的主要體現(xiàn)。一般抑制削弱電磁干擾的措施主要是屏蔽、接地保護(hù)、削弱感應(yīng)耦合、接地保護(hù)、選擇抗干擾能力強(qiáng)的保護(hù)設(shè)備等。掌握抗電磁干擾技術(shù)，才能使電站運(yùn)作良好，不影響人們生活。

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