電力自動(dòng)化中的電磁兼容技術(shù)

尚黎明

國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司當(dāng)陽市供電公司

電力自動(dòng)化中的電磁兼容技術(shù)

尚黎明

國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司當(dāng)陽市供電公司

由于電力系統(tǒng)的特殊工作環(huán)境，在自動(dòng)化設(shè)備的過程中容易受到外界電磁波的干擾。如果在電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用電磁兼容技術(shù)，可以很好的解決這些問題。電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以大大降低外電磁波對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的干擾，有助于提高自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行過程中的精度。

電力自動(dòng)化；電磁兼容技術(shù)；應(yīng)用

前言

電磁兼容性就是電氣設(shè)備在使用過程中會(huì)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，電磁會(huì)對(duì)周圍的設(shè)施和人員產(chǎn)生一定的影響，在電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的電磁會(huì)出現(xiàn)干擾的作用，研究電磁兼容技術(shù)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上解決實(shí)際設(shè)備運(yùn)行中最大程度的降低電磁干擾，讓機(jī)器設(shè)備自動(dòng)化使用的兼容性能更加合理。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容技術(shù)現(xiàn)狀

由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備較為復(fù)雜，其電磁干擾源較多樣化。其中，一次、二次系統(tǒng)設(shè)備，自動(dòng)化設(shè)備構(gòu)件、外界電磁輻射以及不同傳輸?shù)赖确矫娴碾姶鸥蓴_，容易破壞電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)作的安全性與穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備主要包括以微機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的模擬電路與數(shù)字電路。其中，二極管、集成電路塊與轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用最為廣泛，既對(duì)干擾敏感，又屬于干擾源；在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，干擾信號(hào)主要包括共模和差模兩大內(nèi)容。而電磁干擾主要通過傳導(dǎo)通路、電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的侵入。在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，通常存在電磁場(chǎng)與靜電場(chǎng)感應(yīng)。微機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)作時(shí)，由于電壓過低導(dǎo)致輸入輸出線、電源線形成高速大電流回路，并形成強(qiáng)電磁感應(yīng)；微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，傳輸線會(huì)出現(xiàn)延時(shí)、波形畸變現(xiàn)象，容易受到外界電磁干擾；脈沖干擾。由于微機(jī)系統(tǒng)主要以對(duì)二進(jìn)制碼的識(shí)別為基礎(chǔ)展開工作，主要由數(shù)字電路構(gòu)成，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行傳送，但也容易對(duì)脈沖干擾產(chǎn)生敏感。

2 分析電磁兼容的研究主體

2.1電磁環(huán)境評(píng)價(jià)體系

健全的電磁環(huán)境評(píng)價(jià)體系在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，在研究電磁兼容問題的整體環(huán)節(jié)中占據(jù)重要位置。此外，通過電磁環(huán)境評(píng)價(jià)，能夠從根本上解決電磁干擾現(xiàn)狀；利用先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合仿真和數(shù)字手段，對(duì)設(shè)備運(yùn)作進(jìn)行真實(shí)模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁抗干擾水平的評(píng)估。在具體運(yùn)作過程中，利用電磁兼容測(cè)試車的運(yùn)動(dòng)，定期檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的狀況。

2.2電磁干擾耦合路徑

傳導(dǎo)性干擾與輻射性干擾屬于電磁干擾方式的兩大方面。其中，傳導(dǎo)性干擾體現(xiàn)在干擾源利用電源線路、信號(hào)線與接地線等介質(zhì)，進(jìn)行傳導(dǎo)并展開干擾，如雷電沖擊現(xiàn)象，對(duì)電源產(chǎn)生干擾。而輻射性干擾則是利用自身電磁場(chǎng)，借助擴(kuò)散形式實(shí)現(xiàn)對(duì)敏感電力系統(tǒng)設(shè)備的干擾，如電視與無線電的干擾。對(duì)電磁干擾耦合路徑的研究分析，可以以此為基礎(chǔ)，合理規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防方案，及時(shí)消除干擾因素。

2.3電磁抗干擾性能

目前，強(qiáng)弱電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備呈現(xiàn)出一體化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分析電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)作過程中電磁干擾現(xiàn)狀，保證設(shè)備構(gòu)件不會(huì)出現(xiàn)破損。以此為基礎(chǔ)，評(píng)估設(shè)備的整體狀況，主要體現(xiàn)在評(píng)定管理計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化程序、繼電保護(hù)計(jì)量表等設(shè)備的抗干擾水平。

3 電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用

3.1利用濾波減少電磁干擾

濾波技術(shù)是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施，是指將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)操作主要是利用濾波器。濾波器的工作原理是只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分正常通過，另一部分頻率成分將會(huì)受到阻止，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備中運(yùn)用這一技術(shù)，能夠有效減少電磁干擾因素對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。具體來說，濾波器有兩種工作方式，一種是阻止沒有用的信號(hào)通過，并將這些無用信號(hào)反射到原來的信號(hào)源;另外一種是用濾波器中將沒有用的信號(hào)過濾或者消耗掉，使這些無用信號(hào)消失。利用濾波器減少電磁干擾，應(yīng)當(dāng)注意以下問題，設(shè)計(jì)者要對(duì)干擾源的頻譜、干擾信號(hào)的幅值，以及干擾源在頻帶中的分布情況等有充分而全面的了解。

3.2通過隔離電路避免電磁干擾

將電磁干擾線路隔離開來是電磁兼容技術(shù)的一種有效方法，眾所周知，電路在運(yùn)行過程中，其周邊會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，同樣的，干擾線路也會(huì)在其周圍形成干擾電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的產(chǎn)生會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生一定的影響，尤其是干擾電磁場(chǎng)將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，比如，阻礙或影響電能傳輸，浪費(fèi)了很多電力等。因此，要使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更高效，避免不必要的電力浪費(fèi)，就要把這些干擾電路及由它形成的干擾電磁場(chǎng)隔離開。電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備在工作過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的脈沖，而強(qiáng)烈的脈沖會(huì)對(duì)其他設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生消極影響，會(huì)阻礙其他設(shè)備功能的發(fā)揮，在這種情況下，我們就必須用一種專業(yè)原件將自動(dòng)化設(shè)備中那些功率大、頻率高、脈沖強(qiáng)的設(shè)備與其他設(shè)備隔離開，這樣它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)便不會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生阻礙或影響了。

3.3利用接地技術(shù)防止電磁干擾

大多數(shù)人認(rèn)為線路接地是保護(hù)用電安全的常用措施，事實(shí)上，線路接地不僅有這一種作用，它還是一種電磁兼容技術(shù)。運(yùn)用接地技術(shù)，干擾電路就會(huì)通過接地導(dǎo)線進(jìn)入地下，這樣就能減少或者阻止干擾電流對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行的影響。首先，電能在傳輸過程中，因線路、設(shè)備的影響，會(huì)遇到很大的電阻，產(chǎn)生電阻的同時(shí)也會(huì)有磁場(chǎng)出現(xiàn)，如果磁場(chǎng)較強(qiáng)，就會(huì)影響電力傳輸率和利用率，尤其是遇到短路情況時(shí)，這種影響會(huì)更嚴(yán)重。所以，我們可以通過接地技術(shù)，使得線路在接地后整個(gè)電路變得更加完整，完整流暢的電路使得電阻變小，而由電阻產(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì)減小，這樣就提高了電力的傳輸率和利用率。此外，接地技術(shù)還可以控制設(shè)備接低電壓，使得設(shè)備的接地電壓控制在合理的范圍內(nèi)，這主要就是通過控制接地導(dǎo)線中的電力，來使得接地導(dǎo)線中的干擾電流流向地下，減少它對(duì)其他的設(shè)備產(chǎn)生影響，以此來提高電力的利用率。

結(jié)束語

自動(dòng)化、智能化是電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，以后還會(huì)有更多先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)參與到電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展中，相應(yīng)的，也會(huì)有更多的電磁干擾現(xiàn)象出現(xiàn)，因此，我們要繼續(xù)加大對(duì)電磁兼容技術(shù)的研究，解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中的電磁干擾問題，確保電力的傳輸率和利用率逐步提高。

[1]王旭，劉志杰.電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)[J].科技傳播，2013(10)

[2]羅華清.探析電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)[J].科技展望，2015，25(31).