發電廠升壓站二次系統電磁干擾及防護技術研究

奎屯農七師勘測設計研究院（有限責任公司） 新疆奎屯 833200

摘要：升壓站一次回路以及其他外部設備或自然因素對二次回路的電磁干擾，都會使設備裝置失去效用。本文主要分析了發電廠升壓站二次系統電磁干擾及防護技術，希望給相關領域一些參考。

關鍵詞：二次系統；電磁干擾；防護技術

從社會進入電氣時代以來，發電廠、升壓站等電力系統就扮演著越來越重要的角色。但同時隨著電工技術的發展，不必要的電磁能量產生過多，帶來的危害影響也愈加大。本文從電磁干擾的產生要素、環境等方面來分析電磁干擾的防護措施。

一、電磁干擾的產生

電磁干擾效應是指接收器接收到經過耦合途徑傳輸的電磁能量。所有在預期之外的電磁能量都可以被視為電磁干擾。電磁干擾的產生必須具備三個條件：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。

由機電等電能裝置或其他人工設備產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附加產生的電磁能量的發射，如：照明設備、家用電器、公共交通工具等，屬于無意發射干擾源。像雷達和導航、通信、電視、廣播等專門發射電磁能量的無線電裝置，屬于有意發射干擾源。

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境的基本要素，還是干擾無線電裝置的干擾源。

不論是自然還是電能裝置發射的電磁能量，可以致使設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干擾。干擾源通過空間將信號干擾到電網絡接收器被稱為輻射干擾。通過導電體將一個電網絡的信號干擾到另一個電網絡的電磁干擾是傳導干擾。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耦合途徑。最常見的就是空間輻射和導線的傳導。所有電磁干擾的產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備，是所有受干擾對象的統稱，可以是電能裝置，也可以是人或者其他生物。許多設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

升壓站是復雜電磁環境的典型，發生電磁干擾現象的概率非常大。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件，其大電流會傳到地接網，二次電線電纜的屏蔽層分布在不同的接地點時，由于地網電阻而產生的瞬態電流流過屏蔽層，進而感應出二次電纜芯線中的干擾電壓。

第二，系統短路故障。系統短路故障時會引起地網電位的升高，從而引起二次電纜中的干擾電壓。

第三，二次系統中的開關操作。因為存在感性負載，在二次系統的控制端口和信號電源端口形成急速瞬變的脈沖干擾。高壓隔離開關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電磁場的形態向四周空間輻射能量，直接耦合干擾到二次系統。

第四，放電現象，一般是靜電放電和局部放電。靜電放電通常是人為對設備裝置造成的，可能導致裝置性能失效。局部放電中電磁輻射的發生頻率高，可能干擾電能裝置中的線路。

三、電磁干擾的防護措施

干擾源的電磁能量通過多種通道以輻射或者傳導的方式耦合到升壓站的一次系統和二次系統。通常耦合干擾的是信號線、電力線、控制回路和自動化系統的電壓及干擾電流的水平或者電磁場的水平。預防電磁干擾出現的一個基本要求就是依據規定的電磁兼容標準來設計電磁兼容。以下是常用的電磁兼容技術措施。

（一）屏蔽措施

1、二次設備內，為了屏蔽電場，以防高頻干擾信號利用分布電容傳入自動化系統內部，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化系統中的測量和微機保護之間加設屏蔽層。

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

3、將屏蔽電纜應用到一次設備與自動化系統輸入輸出的連接中，屏蔽層兩端接地，可以明顯削弱電場耦合和磁場耦合。

（二）接地保護

干擾產生的因素之一就是二次設備和二次電纜屏蔽層接地電位的變化。因此，接地技術不僅是升壓站綜合自動化系統抗干擾的主要方法，也是升壓站一次、二次設備電磁兼容的重要方法。如果在升壓站設計和施工建設的時把屏蔽與接地有機結合，抗干擾效果良好。

接地技術有三種方式：單點、浮點、多點接地。將所有需接地的引線都接到一個點，再將其直接接入大地，這種技術是單點接地。浮點接地比較容易產生靜電電荷積累，一般在設備工作狀態或電路不能連接大地時被采用。將設備或系統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接地。

（三）削弱強電回路的感應耦合

電流和電壓互感器的二次回路電纜從高壓裝置引出到監控和保護安裝處時，盡量靠近接近體，減少進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度。同時，為了減少感應耦合，控制電纜要盡量遠離高頻暫態電流的接地點，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等。

（四）隔離措施

隔離開關的輔助觸點、斷路器、主變壓器分頭位置等都屬于升壓站綜合自動化系統開關量的輸入。對隔離開關、斷路器、主變壓器分接開關的控制就是開關量的輸出。隔離開關和斷路器都在強電回路中，一旦直接連接自動化系統就會引入電磁干擾。利用繼電器觸點或光電耦合器隔離，可以抑制這些較強的電磁干擾。

四、結束語

保護設備連接的戶外電纜，通過傳導途徑干擾保護設備，這是對升壓站產生電磁干擾的主要體現。一般抑制削弱電磁干擾的措施主要是屏蔽、接地保護、削弱感應耦合、接地保護、選擇抗干擾能力強的保護設備等。掌握抗電磁干擾技術，才能使電站運作良好，不影響人們生活。

參考文獻：

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