電磁兼容技術在電力系統自動化設備中應用的探討

葛玉娜 葛廷利 王 霞

（國網冀北電力有限公司技能培訓中心 保定電力職業技術學院，保定 071000）

1 電力系統自動化設備電磁兼容問題

電力系統設備種類繁多、工藝復雜，通常由一次系統設備和二次系統設備共同組成，因此在運行過程中存在各種類型問題，其中電磁兼容問題較為突出，具體表現方面。

1.1 電路影響

電力系統自動化設備包含了大量數字電路與零件，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，給系統穩定性帶來隱患。

1.2 感染信號的差模和共模形態

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

1.3 脈沖干擾

由于在自動化設備中，微型計算機控制體系是以二進制碼進行信息傳遞和控制的，再加上數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算機信息傳遞和控制帶來一定干擾。

2 電磁兼容技術的應用對策

影響電磁兼容性的因素，如式（1）所示。

式中，N（ω）為干擾對系統或者設備的影響；G（ω）為干擾的強弱；C（ω）為干擾傳輸的耦合函數；I（ω）為受干擾系統或設備的抗干擾能力，即敏感度閥值。

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

2.1 切斷干擾源頭

利用濾波設備，將電磁波等干擾因素進行移植，濾波器中的電容、電阻和電感構成了一種抑制網絡，能夠控制電磁波信號的頻率，允許符合標注的電磁波通過，其他頻率的電磁波將被過濾掉，以此達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備，還能應用在無線電干擾當中，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，實現對無關信號的反射功能。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，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

隔離法是目前實現減小耦合的最佳選擇，當某條線路出現干擾電磁場時，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行隔離，直接切斷線路，消除電磁耦合現象，減少干擾。隔離過程中應當注意以下幾點：

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，高頻導線是重要干擾源頭，要對之進行檢查；第四，不少脈沖線路的功率較大，對于其他線路造成嚴重影響，形成干擾線路，因此要將功率較大的線路進行隔離處理。

2.3 接地

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

3 電磁兼容技術應用分析

電力系統自動化設備體系組成較為復雜，一般情況下有微型計算機系統、D/A轉換電路、A/D轉換電路、電源回路、外圍驅動電路、外圍電路和通信電路等組部件。在進行電磁兼容技術的應用時，要以上三個階段入手，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。

3.1 頻率設計技術

頻率設計技術主要是解決頻率兼容問題，是一項較為復雜的技術。在微型計算機控制系統中應用該技術，能夠保障頻率特性要求。在設計過程中要通過電平核實、最高工作頻率和降頻和諧波分類技術來實現。

3.2 接地技術

接地技術可分為兩類，一是電源內阻分析技術，一是接地點和地線設計技術。前者是將電源運行情況進行分析，找到其中最大供電時間段，然后做好阻擋準備。后者接地點和地線的分析設計，是通過提升頻率，起到隔離效果，也就是高低頻率系統分開，強弱功率系統分開。

3.3 電源技術

電源技術一方面是對電源進行優化設計，比如優化電源兼容性和對容性電流的吸收能力，再比如豐富系統電源種類，包括整流電源、供電方式等等。

4 結語

電力系統自動化設備的電磁兼容問題十分常見，并且影響越來越大。因此要加強電磁兼容技術研究力度，在解決電磁兼容問題的基礎上，將理論知識和實踐經驗相結合，通過阻止干擾源、減小線路耦合干擾和提升系統抗干擾能力等方式，實現電磁兼容技術的創新，保證電力系統自動化設備運行穩定，為我國社會經濟發展做出貢獻。