電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中應(yīng)用的探討

葛玉娜 葛廷利 王 霞

（國網(wǎng)冀北電力有限公司技能培訓(xùn)中心 保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，保定 071000）

1 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題

電力系統(tǒng)設(shè)備種類繁多、工藝復(fù)雜，通常由一次系統(tǒng)設(shè)備和二次系統(tǒng)設(shè)備共同組成，因此在運(yùn)行過程中存在各種類型問題，其中電磁兼容問題較為突出，具體表現(xiàn)方面。

1.1 電路影響

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備包含了大量數(shù)字電路與零件，如二極管、集成電路等電，這些電子元件與電路，既是產(chǎn)生電磁干擾的源頭，又是受到影響主要對象，他們相互依存，給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來隱患。

1.2 感染信號的差模和共模形態(tài)

電磁兼容技術(shù)受干擾問題，主要是通過三個(gè)途徑，一是電源系統(tǒng)，二是傳導(dǎo)通路，三是空間的電磁波。尤其是空間中存在著的靜電和電磁波，對一些感應(yīng)靈敏的電子元器件有著較強(qiáng)的影響。而電源系統(tǒng)大電流回路，是產(chǎn)生電磁干擾信號的主要因素。

1.3 脈沖干擾

由于在自動化設(shè)備中，微型計(jì)算機(jī)控制體系是以二進(jìn)制碼進(jìn)行信息傳遞和控制的，再加上數(shù)字電路主要以傳遞脈沖信號為主，因此脈沖信號會對微型計(jì)算機(jī)信息傳遞和控制帶來一定干擾。

2 電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用對策

影響電磁兼容性的因素，如式（1）所示。

式中，N（ω）為干擾對系統(tǒng)或者設(shè)備的影響；G（ω）為干擾的強(qiáng)弱；C（ω）為干擾傳輸?shù)鸟詈虾瘮?shù)；I（ω）為受干擾系統(tǒng)或設(shè)備的抗干擾能力，即敏感度閥值。

通過式（1）可以發(fā)現(xiàn)，解決電磁兼容問題的技術(shù)可以從三個(gè)方面入手，即切斷干擾源頭、減小耦合、提升系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.1 切斷干擾源頭

利用濾波設(shè)備，將電磁波等干擾因素進(jìn)行移植，濾波器中的電容、電阻和電感構(gòu)成了一種抑制網(wǎng)絡(luò)，能夠控制電磁波信號的頻率，允許符合標(biāo)注的電磁波通過，其他頻率的電磁波將被過濾掉，以此達(dá)到提升干擾性能的目的。濾波器做為防止電磁干擾的重要設(shè)備，還能應(yīng)用在無線電干擾當(dāng)中，在無線電的輸出端和接收端安裝濾波器，能夠凈化信號，達(dá)到電磁兼容目的。

濾波器的工作方式有兩種，一是過濾掉無用信號頻率，實(shí)現(xiàn)對無關(guān)信號的反射功能。另一種是吸收無用信號頻率。因此在使用濾波器來切斷電磁干擾源頭時(shí)，需要先了解信號源的頻率和分布情況，做到有的放矢。

2.2 減小耦合

隔離法是目前實(shí)現(xiàn)減小耦合的最佳選擇，當(dāng)某條線路出現(xiàn)干擾電磁場時(shí)，其他線路會因電磁耦合而受到干擾。解決這種干擾問題最簡單方式便是將干擾線路進(jìn)行隔離，直接切斷線路，消除電磁耦合現(xiàn)象，減少干擾。隔離過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

第一，干擾線路和其他線路盡量避免平行排列，如果無法避免，則導(dǎo)線間距和直徑之比大于等于4，間距越大越好，平行階段的長度越短越好；第二，敏感線路和其他線路平行間距至少保持5cm以上；第三，高頻導(dǎo)線是重要干擾源頭，要對之進(jìn)行檢查；第四，不少脈沖線路的功率較大，對于其他線路造成嚴(yán)重影響，形成干擾線路，因此要將功率較大的線路進(jìn)行隔離處理。

2.3 接地

接地是指在系統(tǒng)和地面之間建立起低電阻連接系統(tǒng)，將電子元器件零電位進(jìn)行連接，根據(jù)電流不通過就不產(chǎn)生電壓的原理，將干擾電流引入大地，減少電流的電磁干擾，并保障人和設(shè)備安全。在系統(tǒng)接地操作中，主要有四種方法，即浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。

3 電磁兼容技術(shù)應(yīng)用分析

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備體系組成較為復(fù)雜，一般情況下有微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、電源回路、外圍驅(qū)動電路、外圍電路和通信電路等組部件。在進(jìn)行電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，要以上三個(gè)階段入手，即屏蔽干擾源頭、減小耦合和提升抗干擾能力。目前我國主要有以下幾種電磁兼容技術(shù)。

3.1 頻率設(shè)計(jì)技術(shù)

頻率設(shè)計(jì)技術(shù)主要是解決頻率兼容問題，是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)。在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù)，能夠保障頻率特性要求。在設(shè)計(jì)過程中要通過電平核實(shí)、最高工作頻率和降頻和諧波分類技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

3.2 接地技術(shù)

接地技術(shù)可分為兩類，一是電源內(nèi)阻分析技術(shù)，一是接地點(diǎn)和地線設(shè)計(jì)技術(shù)。前者是將電源運(yùn)行情況進(jìn)行分析，找到其中最大供電時(shí)間段，然后做好阻擋準(zhǔn)備。后者接地點(diǎn)和地線的分析設(shè)計(jì)，是通過提升頻率，起到隔離效果，也就是高低頻率系統(tǒng)分開，強(qiáng)弱功率系統(tǒng)分開。

3.3 電源技術(shù)

電源技術(shù)一方面是對電源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，比如優(yōu)化電源兼容性和對容性電流的吸收能力，再比如豐富系統(tǒng)電源種類，包括整流電源、供電方式等等。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容問題十分常見，并且影響越來越大。因此要加強(qiáng)電磁兼容技術(shù)研究力度，在解決電磁兼容問題的基礎(chǔ)上，將理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，通過阻止干擾源、減小線路耦合干擾和提升系統(tǒng)抗干擾能力等方式，實(shí)現(xiàn)電磁兼容技術(shù)的創(chuàng)新，保證電力系統(tǒng)自動化設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。