電子式互感器電磁兼容性能分析

張曉磊　劉衛新　段兵德　潘霞

摘 要：如今，隨著數字化技術的不斷發展，我國的時代發展步伐進一步加快，在此背景下，智能電網的建設步伐也不斷推進。在建設智能變電站的過程中，需要注重新型電子式互感器的使用。電子式互感器作為起到保護作用以及測量精度的工具，應該得到廣泛的應用。但是，該設備有著不穩定運行的特點，測量過程中容易存在故障，并且測量的精度也不準確。導致這種現象存在的主要原因是該設備容易受到電磁的干擾。鑒于此，本文就電子式互感器電磁兼容性能展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

關鍵詞：電子式互感器；電磁兼容；性能分析

中圖分類號：TM45 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0122-01

近幾年來，我國的電網企業正在大力開展智能電網改造工程，其主要是基于現代先進的網絡化供電技術，不斷提升計算機技術在電力供應當中的應用程度。而在工程開展過程中，電子式互感器以其簡單的結構、輕便的體型、較輕的重量以及穩定的輸出信號等優勢被廣泛利用在智能電網當中。但就我國目前所使用的各類電子式互感器的技術來說，其穩定性和可靠性均需要進行較大程度的提升，而其中引發相關事故的主要原因在于電磁干擾的傳播。

1 電子式互感器的電磁干擾機理

1.1 電磁干擾源

電子式互感器作為數據采集的關鍵設備之一，在變電站中起著重要作用，然而由于其內部低電氣信號和高電氣信號并存，因而更易受變電站強電磁環境的干擾。變電站電磁干擾源主要有變電站開關操作、電力系統中的局部放電、系統短路、自然環境下的雷電放電等所引起的強電磁干擾。其中開關操作可分為：①投切空載變壓器；②斷路器開合高壓線路、高壓母線；③隔離開關開合空載母線等。其中，由于隔離開關開合時觸頭運動較慢，且不含滅弧裝置，造成開關斷口間隙的多次重燃，產生陡變的行波，延長了暫態過程的持續時間，生成幾萬赫茲到幾兆赫茲的高頻暫態脈沖，這將使電子式互感器出現誤報、甚至損壞問題，對電子式互感器的正常工作以及電力系統的安全性、穩定性造成了極大的影響。

1.2 干擾途徑

干擾源對設備的影響途徑，主要包括傳導以及輻射2種干擾方式。其中傳導干擾是指干擾源通過電流或電壓的形式，經由電路中的導線或者電感、電容等元件耦合到被干擾的電路中；輻射干擾按照“場”的方式在空間中進行傳播，進而輻射到被干擾電路。電磁干擾一般通過端口來影響內部的元器件，其端口主要包括信號輸入端口、信號輸出端口、電源輸入端口以及外殼端口。電子式互感器硬件結構主要有一次傳感單元、采集器以及合并單元3部分。一次傳感單元、采集器的電磁干擾源主要來源于一次導體，由于其內部含有各種電子元器件，且安裝位置距離一次導體最近，因此受到的電磁干擾也最為嚴重。合并單元一般安裝在控制室里，與采集器間采用光纖進行信號傳輸，不會接收到來自采集器的直接傳導干擾，因而基本不存在EMI問題。

2 對電子式互感器的電磁兼容性能進行試驗分析

在國家標準規定的電子式互感器試驗中，一共有13項試驗，包括2項抗輻射試驗和11項抗干擾試驗。其中，11項抗干擾試驗主要包括檢驗對諧波和諧間波、對電壓慢變化、對電壓暫停和短時間中斷、對浪涌、對電快速瞬變脈沖群、對震蕩波等等共11種不同應用環境的抗擾度。進行這些抗干擾試驗的最主要目的是為了了解電子式互感器在各類不同的應用環境下對電磁干擾的不同抗擊能力，并且以此來確定該電子式互感器的電磁兼容性能。在隔離開關分合容性小電流試驗中，除去上述試驗外，最突出的試驗是模擬隔離開關的操作來對電子式互感器產生的影響進行記錄分析。

3 電子式互感器電磁兼容性能的研究

在研究電子變壓器性能的過程中，電磁兼容性能測試引起的設備故障率最高，可能導致多個電子變壓器在不同位置同時發生故障。同時，根據國家標準下13種電子變壓器的性能測試，最常見的設備故障是浪涌抗擾度測試，可能會對電子變壓器的電源模塊造成損壞，也可能導致工作。在處理過程中信號傳輸的中斷也可能在獲取信號時導致異常信號接收。對于此類問題，應在器件內部安裝與浪涌抑制相關的元件，包括壓敏電阻，避雷器和瞬態抑制二極管。同時，可以在電子交互設備的電源接口處添加濾波器，其主要功能是在產生電涌時去除在整個電路回路中形成的高頻干擾信號。另外，在設計電子交互設備的過程中，可以使用敏感的環路屏蔽技術來改變在操作期間由設備的電位差引起的干擾。此外，隔離開關的設計應避免輸出過程中出現異常尖峰或直接損壞設備的電源模塊。中國也應該結合電子互動設備開發過程中的實際發展，因為中國通用電網的輸出電壓控制在220V，這與西方國家的110V系統不同。在技術的同時，不可能接收整個磁盤。要根據實際情況，對各種先進技術進行有效的開發和研究。

4 結束語

通過對電子式互感器的電磁兼容性能的分析，我們可以看出目前我國的智能電網的技術尚不成熟，在很多方面存在缺陷，對于電子式互感器的研究也有待進一步的探索。為了保證供電的安全性與可靠性，同時也是為了加快我國智能電網的建設進程，提升電子式互感器的電磁兼容性能都是當前最緊要的任務之一。

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收稿日期：2018-9-10