電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中的應(yīng)用研究

郭 燕

（寧夏第一建筑有限公司，銀川 750000）

現(xiàn)階段在社會廣泛發(fā)展先進電磁兼容技術(shù)的背景下，促使其對電力系統(tǒng)中的眾多設(shè)備起到良好的保護作用。但是對于我國而言，研究電磁兼容技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備的過程中，起步時間相對較晚，因此其使用存在著一定的問題。當(dāng)前為了能夠在電力系統(tǒng)中形成更加良好的應(yīng)用，則需要對其問題、技術(shù)應(yīng)用、應(yīng)用措施及其未來發(fā)展進行探討，從而能夠在未來的發(fā)展中形成更加完善的技術(shù)應(yīng)用效果。

1 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁干擾問題

1.1 設(shè)備運行中的相互干擾問題

多種不同層級的設(shè)備共同組成了電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，眾多的設(shè)備在同步應(yīng)用環(huán)境下才能夠形成良好的電力供給作用，是維持電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。而在更加先進發(fā)展的技術(shù)表現(xiàn)之下，自動化設(shè)備的出現(xiàn)逐漸成為了電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提升運行效率的重要支撐所在。但是這樣的自動化設(shè)備依靠于電子指令運作，自身所具有的抗干擾性相對較差，因此在電磁干擾的影響下往往會出現(xiàn)故障，包括指針失靈或是指令接收遲緩等現(xiàn)象，都將會影響到社會電力應(yīng)用。

受到電磁干擾從而造成電力系統(tǒng)癱瘓的事件屢見不鮮，但是在考慮到外部環(huán)境因素影響的同時，也需要基于內(nèi)部狀態(tài)下的干擾進行探究，若不能夠?qū)@樣的干擾問題及時采取相應(yīng)的措施進行控制，將會對電力系統(tǒng)的使用造成影響。受到世界范圍內(nèi)的先進科學(xué)成果影響，我國正不斷發(fā)展先進的技術(shù)應(yīng)用，應(yīng)對電磁干擾現(xiàn)象廣泛吸取社會前沿經(jīng)驗，融合形成了電磁兼容技術(shù)的存在。但是由于這一技術(shù)在我國仍處于初步發(fā)展階段，對于其應(yīng)用及技術(shù)類別等仍有待完善優(yōu)化，因此在使用中仍存在著一定的問題，電磁干擾風(fēng)險只增不減。由于自動化設(shè)備的運行處于同步狀態(tài)，在一定程度上會產(chǎn)生相互干擾的現(xiàn)象，盡管對這樣的問題投入大量資源進行研究探討，但仍未取得明顯的解決進展。

1.2 在自動化設(shè)備中的特殊性干擾

電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備結(jié)構(gòu)一般情況下應(yīng)用到計算機對各個設(shè)備下達運轉(zhuǎn)指令，其中的大量電路結(jié)構(gòu)是保障電力系統(tǒng)高度集中運行的重要結(jié)構(gòu)。當(dāng)電力系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，系統(tǒng)內(nèi)的二極管及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等部件在運行中散發(fā)的磁場會對其他自動化設(shè)備產(chǎn)生一定影響，促使其運行系統(tǒng)受到干擾從而出現(xiàn)故障，而自動化設(shè)備中的干擾問題最為嚴(yán)重之一就是脈沖干擾問題。這一問題的產(chǎn)生正是建立在計算機信息傳遞的過程中所產(chǎn)生的信號，在脈沖作用下打亂信號破壞指令，影響系統(tǒng)運轉(zhuǎn)[1]。

1.3 系統(tǒng)受電源的影響

電力系統(tǒng)是保障國家用電的關(guān)鍵性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在實際的應(yīng)用當(dāng)中涉及大量的復(fù)雜電路設(shè)備。眾多設(shè)備及電力共同運作之下才能夠保障電力系統(tǒng)正常運行。這樣的復(fù)雜線路結(jié)構(gòu)促使電力系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)穩(wěn)定性相對較差，極易在外力因素的影響之下發(fā)生變化而受到影響。綜合我國現(xiàn)行的電力系統(tǒng)進行研究發(fā)現(xiàn)，其中自動化設(shè)備出現(xiàn)故障現(xiàn)象的主要原因是基于其內(nèi)部電源的干擾所形成的，促使設(shè)備發(fā)生故障，難以正常運行，出現(xiàn)錯亂或是停止等現(xiàn)象。

這樣的電源干擾問題一般情況下包含了2 種可能性，一種是基于電源信號在內(nèi)部系統(tǒng)中進行傳輸時由于某一環(huán)節(jié)的接收不靈敏，自動傳輸中難以對這樣的信號進行控制，導(dǎo)致信號錯位從而引發(fā)紊亂。而另一種則可能是基于電源信號之間形成的相互干擾現(xiàn)象，促使電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備運行失靈，難以及時接收指令調(diào)停故障運行設(shè)備。電源信號在強干擾作用下促使設(shè)備無法恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)，影響電力系統(tǒng)整體的設(shè)備運行效率，促使電力系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重的癱瘓威脅?；谶@樣的電源信號干擾問題，最為關(guān)鍵的就是應(yīng)用到電磁兼容技術(shù)降低干擾，正確應(yīng)用電源，并對電路狀態(tài)進行調(diào)整。

1.4 電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用價值

建立在電子設(shè)備的應(yīng)用基礎(chǔ)之上，形成了電磁兼容技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用主要是由于在電子設(shè)備的應(yīng)用中會受到外界環(huán)境因素的影響從而受到干擾影響其正常運行，難以保障電子設(shè)備始終處于相對較為安全穩(wěn)定的運行環(huán)境中?；谶@樣的問題，應(yīng)用到電磁兼容技術(shù)，則能夠有效解決?？刂齐姶鸥蓴_現(xiàn)象，從而促使電子設(shè)備正常運行?；陔娏ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)而言，其中所涉及的自動化設(shè)備在運行中更是容易受到外界環(huán)境的影響，諸如周圍的磁場及雷電天氣環(huán)境等，設(shè)備電路之間相互干擾，無法精準(zhǔn)實現(xiàn)設(shè)備的功能性體現(xiàn)，嚴(yán)重影響到自動化設(shè)備的運行效果；甚至?xí)偈乖O(shè)備失靈從而出現(xiàn)混亂運行的問題，威脅電力網(wǎng)絡(luò)整體的安全性及穩(wěn)定性。

電磁兼容技術(shù)能夠控制其所在范圍內(nèi)的電磁波動現(xiàn)象，進一步消除電磁干擾問題，避免自動化設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)紊亂，保障自動化設(shè)備精準(zhǔn)運行。國家電網(wǎng)在不斷發(fā)展，其中所涉及的自動化設(shè)備更加復(fù)雜，為了保障日常生活生產(chǎn)的良好用電，則不斷提升了電路工作頻率，因此，逐漸形成了更加嚴(yán)重的電磁干擾問題[2]。

2 電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合我國現(xiàn)階段所應(yīng)用到的電力系統(tǒng)進行研究發(fā)現(xiàn)，為了能夠形成更加良好的電力運行環(huán)境，其中所應(yīng)用到的自動化設(shè)備等均呈現(xiàn)出相對較為先進的復(fù)雜效果。在眾多自動化智能技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用中，包括了微型計算機系統(tǒng)、電源回路、外圍驅(qū)動電路、DA 轉(zhuǎn)換電路及AD 轉(zhuǎn)換電路等眾多結(jié)構(gòu)，在滿足基礎(chǔ)電路傳輸?shù)倪^程中，實現(xiàn)自動化控制效果。而在這樣的復(fù)雜電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中應(yīng)用到先進的電磁兼容技術(shù)的背景下，主要是涉及以下幾種先進的電磁兼容技術(shù)。

2.1 頻率設(shè)計技術(shù)

頻率設(shè)計技術(shù)在電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備中應(yīng)用，其主要的功能則是處理設(shè)備運行過程中的頻率兼容問題。頻率設(shè)計技術(shù)相對較為復(fù)雜，對自動化設(shè)備的頻率兼容處理一般情況下應(yīng)用到微型計算機系統(tǒng)當(dāng)中，進而促使當(dāng)前的自動化設(shè)備在微型計算機的控制指令之下形成符合電力系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的頻率特征，避免出現(xiàn)頻率不相符的問題嚴(yán)重影響到設(shè)備運行，從而引發(fā)設(shè)備不良干擾影響。在對這一技術(shù)的設(shè)計過程中，需要對電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電平進行核實，并統(tǒng)計當(dāng)前設(shè)備中的最高工作頻率，降頻處理并對諧波進行分類后，統(tǒng)一各項參數(shù)內(nèi)容，從而能夠形成相對較為穩(wěn)妥的技術(shù)應(yīng)用效果。

2.2 接地技術(shù)

在電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備當(dāng)中所應(yīng)用到的接地技術(shù)一般情況下分為2 種類型。其主要是適用于不同環(huán)境范圍內(nèi)的設(shè)備效果，其一則是基于電源內(nèi)阻所形成的分析技術(shù)，這一技術(shù)主要是在自動化設(shè)備的運行過程中對電源整體的運行狀況進行精準(zhǔn)而全面的分析，從而分析在眾多設(shè)備運行中供電較為集中的時間段，明確供電量最大時間點，進而對這樣的電源做好阻擋處理[3]。形成良好的隔離接地效果，對于設(shè)備運行效率及設(shè)備抗干擾性的提升具有積極意義。其二則是基于接地點及接地線的設(shè)計技術(shù)應(yīng)用，這一技術(shù)對電力系統(tǒng)設(shè)備運行環(huán)境中的接地點及接地線進行研究分析，進而促使在隔離作用下有效實現(xiàn)頻率的提升，也就是分隔高低頻系統(tǒng)，并對自動化設(shè)備的強弱功率系統(tǒng)起到分隔作用。

2.3 電源技術(shù)

電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備電磁兼容技術(shù)應(yīng)用中涉及的關(guān)鍵性技術(shù)內(nèi)容之一就是電源技術(shù)，這一技術(shù)則是對電力系統(tǒng)設(shè)備電源的優(yōu)化設(shè)計。例如考慮到電源兼容性的優(yōu)化并強化容性電流的吸收等眾多內(nèi)容，再比如在實際當(dāng)中對電源類型形成更加豐富的種類，包括整流技術(shù)及供電方式等。并且在適用各種自動化設(shè)備時，應(yīng)用到的電纜附件等，對自動化設(shè)備的抗干擾性會產(chǎn)生一定的影響，在電源技術(shù)的應(yīng)用下，能夠觀察當(dāng)前電纜長度及其是否具有屏蔽功能（見表1），從而能夠及時提醒相關(guān)監(jiān)測人員對電纜進行調(diào)整。

表1 電源技術(shù)監(jiān)測電纜內(nèi)容

3 電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用對策

3.1 切斷干擾源頭

在應(yīng)用電磁兼容技術(shù)前，技術(shù)人員應(yīng)利用適宜舉措來消減影響電力系統(tǒng)自動化的各項要素，比如，及時切斷干擾源頭。為更好地抑制電磁波等多重干擾要素，要科學(xué)使用濾波設(shè)備，并借用該設(shè)備內(nèi)部的電感、電阻與電容構(gòu)筑出適當(dāng)?shù)囊种菩跃W(wǎng)絡(luò)，對電磁波內(nèi)部信號進行針對性控制。在控制電磁兼容技術(shù)期間，要適時通過帶有標(biāo)注的、合適的電磁波，而過濾掉其他類別的電磁波，在該項舉措的影響下，電磁兼容技術(shù)的干擾效果將得到適時提升。在應(yīng)用濾波器的過程中，技術(shù)人員應(yīng)對其內(nèi)部功能進行恰當(dāng)規(guī)范，及時控制與無線電相關(guān)的接收端、輸出端等，有效凈化電磁信號，適時增強電磁兼容效果[4]。在運作濾波器期間，技術(shù)人員要適時控制該類器械的工作方式，即吸收器械內(nèi)部存有的無用信號頻率；過濾器械中的無用信號頻率，在實際應(yīng)用中后者可幫助系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)信號反射，切實增強對干擾源頭的控制。值得一提的是，在開展濾波器來完成電磁干擾源頭的切斷活動時，還要對影響該項工作結(jié)果的各項要素進行恰當(dāng)分析，利用對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的掌控來了解信號源的分布狀況與應(yīng)用頻率，借助對該項數(shù)值信息的合理控制來解決干擾信號的管控效果，在該項技術(shù)手段的應(yīng)用下，切實加強干擾源頭控制的針對性、有效性，為電磁兼容技術(shù)的更新應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

3.2 減小耦合

針對電磁兼容技術(shù)的具體應(yīng)用而言，技術(shù)人員在正式運用該項技術(shù)手段前，還要采用縮小耦合法來控制技術(shù)應(yīng)用中持有的數(shù)據(jù)信息。在挑選縮減耦合的內(nèi)在方法時，技術(shù)人員經(jīng)過合理試驗，發(fā)現(xiàn)隔離法可有效實現(xiàn)該項應(yīng)用內(nèi)容的各項目標(biāo)。比如，若某條具體線路生成一定的電磁場干擾，其他線路在該項運行狀況的影響下會因電磁耦合現(xiàn)象的出現(xiàn)而遭受干擾。在解決該項干擾問題的過程中，技術(shù)人員可將已形成干擾的線路開展不同形式的隔離，并對該項線路進行合理切斷，借助該項舉措來逐步消除電磁內(nèi)部形成的耦合現(xiàn)象，有效遏制此前形成的干擾現(xiàn)象。具體來看，在實行線路隔離時，技術(shù)人員要對脈沖線路進行及時控制，其原因在于該類線路內(nèi)部存有較大功率，若未能對隔離線路進行恰當(dāng)保護，則該類線路的出現(xiàn)會給其他線路帶去更大損傷，增加相關(guān)線路的干擾性。在進行線路隔離的過程中，技術(shù)人員應(yīng)明確干擾源頭的主要類型，其包含高頻導(dǎo)線等，要對該類線路進行必要檢查，透過對該類線路的科學(xué)控制，有效增強干擾源頭的控制效果。在進行線路隔離時，還要對線路類型實行恰當(dāng)分析，即其他線路與敏感線路的間距要維系在5 cm 左右，對該項平行間距進行針對性控制。此外，技術(shù)人員在進行線路排列控制時，還要避免其他線路與干擾線路實行平行排列，若一定要采用平行排列形式，其導(dǎo)線直徑與間距比要超過4，透過對該項線路的合理控制，有效減少電磁兼容技術(shù)應(yīng)用期間生成的耦合現(xiàn)象。

3.3 注意接地處理

為提升電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用效果，技術(shù)人員還應(yīng)依照技術(shù)實際作用情況來進行規(guī)范的接地處理。一般來講，在開展正式的接地處理前，需對接地原理進行恰當(dāng)明確，確認(rèn)接地處理內(nèi)電磁兼容技術(shù)的運用形態(tài)[5]。比如，在進行接地處理時，相關(guān)部門多搭建出以地面與系統(tǒng)連接為主的電阻連接體系，利用對該體系的合理運用來完成電子元器件內(nèi)部零電位的連接，并依照此前存有的不通過電流就不存有電壓的基礎(chǔ)性原理，將此前存在的干擾電流投入到土地中，在該項舉措的影響下，電流內(nèi)部的電磁干擾將急劇縮減，有效增強設(shè)備與人的整體安全。在開展接地處理的實踐操作時，技術(shù)人員可依照電磁兼容技術(shù)的運用過程，適時混合多點接地、單點接地與浮地等形式，利用對該項接地方式的恰當(dāng)融合來真正改善接地狀態(tài)，保障接地處理質(zhì)量。由圖1可知，其展現(xiàn)出了電磁兼容技術(shù)的接地過程，比如，技術(shù)人員在相關(guān)電磁設(shè)備的附近設(shè)置了合適的信號地與安全地，并將信號地與設(shè)備地進行巧妙連接，透過對該項內(nèi)容的適宜控制，有效明確該項技術(shù)的接地處理質(zhì)量。值得關(guān)注的是，技術(shù)人員在進行接地處理時，還要合理選擇接地材料，其材料內(nèi)部性質(zhì)應(yīng)帶有較強的絕緣性，在絕緣性質(zhì)的影響下，接地處理效果將變得更為理想，切實增強電磁兼容技術(shù)的運用質(zhì)量。

圖1 電磁兼容技術(shù)的接地過程圖

4 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中電磁兼容技術(shù)的發(fā)展

相較于國外而言，我國在電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備中應(yīng)用到電磁兼容技術(shù)的起步時間相對較晚，我國針對于這一領(lǐng)域的研究仍在發(fā)展中，與發(fā)達國家對比，仍明顯存在著眾多的不足之處。我國現(xiàn)階段在實際當(dāng)中常見應(yīng)用到的電磁兼容技術(shù)研究主要是評價電磁環(huán)境、電磁干擾耦合、抗干擾處理及電磁抗擾性內(nèi)容等。我國不斷深入研究這樣的技術(shù)，現(xiàn)階段已經(jīng)呈現(xiàn)出眾多的顯著性研究成果，在電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備當(dāng)中能夠形成相對較為良好的抗干擾效果，并且在小型自動化設(shè)備中具有顯著的應(yīng)用表現(xiàn)。

電磁兼容領(lǐng)域在我國不斷吸收前沿科技資訊并引進國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，形成了眾多創(chuàng)新的測試方式及測試儀器設(shè)備等。并且我國有關(guān)進口與制造電力設(shè)備的生產(chǎn)廠商更是逐漸邁入到電磁兼容發(fā)展的全新領(lǐng)域中，并逐漸將電磁兼容的創(chuàng)新技術(shù)納入到設(shè)備開發(fā)的計劃中，著手準(zhǔn)備有關(guān)電磁兼容的創(chuàng)新設(shè)備。基于電磁兼容技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，逐漸向更加便捷高效的方向邁進。在大型電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中應(yīng)用到具有強大適應(yīng)性的電磁干擾抗干擾技術(shù)，打造先進的設(shè)備使用效果，適應(yīng)大磁場狀態(tài)下的電磁要求則是在未來階段當(dāng)中不斷促進電磁兼容技術(shù)的主要發(fā)展方向。

5 結(jié)束語

電磁干擾作為在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動化設(shè)備當(dāng)中常見的故障原因，將會嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，從而損害電力安全，造成嚴(yán)重?fù)p失?；谶@樣的問題，則需要積極探究電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用，通過阻止干擾源、降低耦合干擾并提升系統(tǒng)抗干擾性等能夠促使電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定運行。