論電力系統(tǒng)中的電磁兼容技術(shù)

【摘 要】 電子電氣設備從出現(xiàn)至今，電磁兼容問題就一直是一個無法回避的問題，本文主要對電力系統(tǒng)中存在的電磁兼容技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā)展趨勢做出闡述。

【關(guān)鍵詞】 電磁兼容 電力系統(tǒng)

電磁兼容（EMC）是指設備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何其他事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學科，涉及電子、計算機、通信、航空航天、鐵路交通、電力、軍事以至人民生活各個方面。在當今信息社會，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，一個系統(tǒng)中采用的電氣及電子設備數(shù)量大大增加，而且電子設備的頻帶日益加寬，功率逐漸增大，靈敏度提高，聯(lián)接各種設備的電纜網(wǎng)絡也越來越復雜，因此，電磁兼容問題日顯重要。

電力系統(tǒng)中，在電網(wǎng)容量增大、輸電電壓增高的同時，以計算機和微處理器為基礎(chǔ)的繼電保護、電網(wǎng)控制、通信設備得到廣泛采用。因此，電力系統(tǒng)電磁兼容問題也變得十分突出。例如，集繼電保護、通信、SCADA功能于一體的變電站綜合自動化設備，通常安裝在變電站高壓設備的附近，該設備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產(chǎn)生的極強的電磁干擾。此外，由于現(xiàn)代的高壓開關(guān)常常與電子控制和保護設備集成于一體，因此，對這種強電與弱電設備組合的設備不僅需要進行高電壓、大電流的試驗，同時還要通過電磁兼容的試驗。GIS的隔離開關(guān)操作時，可以產(chǎn)生頻率高達數(shù)兆赫的快速暫態(tài)電壓。這種快速暫態(tài)過電壓不僅會危及變壓器等設備的絕緣，而且會通過接地網(wǎng)向外傳播，干擾變電站繼電保護、控制設備的正常工作。隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高，電磁兼容技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)出來。

1 電磁兼容技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)電磁兼容的主要內(nèi)容包括：

（1）電磁環(huán)境評價。即通過實測或數(shù)字仿真等手段，對設備在運行時可能受到的電磁干擾水平（幅值、頻率、波形等）進行估計。例如，利用可移動的電磁兼容測試車對高壓輸電線路或變電站產(chǎn)生的各種干擾進行實測，或通過電磁暫態(tài)計算程序?qū)赡墚a(chǎn)生的瞬變電磁場進行數(shù)字仿真。電磁環(huán)境評價是電磁兼容技術(shù)的重要組成部分，是抗干擾設計的基礎(chǔ)。

（2）電磁干擾耦合路徑。弄清干擾源產(chǎn)生的電磁搔擾通過何種路徑到達被干擾的對象。一般來說，干擾可分為傳導型干擾和輻射型干擾2大類。傳導干擾是指電磁搔擾通過電源線路，接地線和信號線傳播到達對象所造成的干擾，例如，通過電源線傳入的雷電沖擊源產(chǎn)生的干擾；輻射干擾是指通過電磁源空間傳播到達敏感設備的干擾。例如，輸電線路電暈產(chǎn)生的無線電干擾或電視干擾即屬于輻射型的干擾。研究干擾的耦合途徑，對制定抗干擾的措施，消除或抑制干擾有重要的意義。

（3）電磁抗擾性評價。研究電力系統(tǒng)中各種敏感的設備儀表，如繼電保護、自動裝置、計算機系統(tǒng)、電能計量儀表等耐受電磁干擾的能力。一般是采用試驗來模擬運行中可能出現(xiàn)的干擾，并在設備盡可能接近工作條件下，試驗被試設備是否會產(chǎn)生誤動或永久性損壞。設備的抗擾性決定于該設備的工作原理、電子線路布置、工作信號電平，以及所采取的抗干擾措施。隨著電力系統(tǒng)中各種自動化系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的廣泛采用，隨著強電設備與強電設備集成為一體的趨向，如何評價這些設備耐受干擾的能力，研究實用和有效的試驗方法，制定評價標準將成為電力系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)的重要課題。

（4）抗干擾措施，電磁干擾的產(chǎn)生和耦合。敏感設備是不可能完全避免電磁搔擾的。因此，往往比較經(jīng)濟合理的解決辦法是在敏感設備上應用抗干擾措施。例如，電力調(diào)度大樓遭受雷擊是不可避免的。但通往系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全運行可通過正確的接地、屏蔽、隔離措施加以保證。研究有效經(jīng)濟和適用的抗干擾措施也是未來電磁兼容領(lǐng)域的重要任務。

（5）電能質(zhì)量。國際大電網(wǎng)會議36學術(shù)委員會（電力系統(tǒng)電磁兼容）把電能質(zhì)量控制也列入電磁兼容的范疇，研究頻率變化、諧波、電壓閃變、電壓驟降等對用戶設備性能的影響。

2 電磁場生態(tài)影響

公眾對工頻電磁場對人體健康可能產(chǎn)生有害影響的疑慮，已成為一些國家高壓輸電發(fā)展的重要制約因素。致游離輻射，如X射線、伽馬射線對人體健康產(chǎn)生有害的影響已經(jīng)為人所熟悉。非致游離輻射（Non ionizingRadiation），包括低頻電磁場是否對生物系統(tǒng)，特別是對人類的健康產(chǎn)生有害影響，始終是一個懸而未決的問題。盡管全球的科學家對此進行了大量的研究，由于此問題極其復雜，至今尚難以得出結(jié)論。預測未來需要開展更多的研究課題。