電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)

四川省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗所 雷 釗 劉海濤

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的工作環(huán)境相當(dāng)特殊，自動化設(shè)備在運行過程中容易出現(xiàn)電磁干擾，對設(shè)備運行的可靠性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利影響。針對這種情況，有必要積極運用電磁兼容技術(shù)，有效解決電磁干擾問題，保證電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的準(zhǔn)確運行?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為人類社會的生產(chǎn)和生活提供了極大的便利，電力資源的開發(fā)和利用極大地豐富了我們的生活。就現(xiàn)代而言，電氣工程的質(zhì)量在不斷提高。工程師利用現(xiàn)代科技手段，在科技支撐的基礎(chǔ)上完善電力系統(tǒng)。智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，自動化設(shè)備已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的一部分。為了了解和防止電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁干擾，本文介紹了電磁兼容技術(shù)。

電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的發(fā)展和進步極大地提升了電力系統(tǒng)的整體質(zhì)量，在一定程度上加強了電力系統(tǒng)的安全運行。但是在看到發(fā)展的同時，也要注意缺陷，比如電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的運行環(huán)境。自動化設(shè)備在使用過程中，設(shè)備會對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁效應(yīng)，相同的其他設(shè)備形成的電磁效應(yīng)會影響其他部件。這表明了電磁兼容技術(shù)在新時代發(fā)展和應(yīng)用的必要性，以及減少電磁干擾和隔離的必要性。如果這個問題得不到有效解決，電力系統(tǒng)的整體發(fā)展將受到限制，電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)也無法得到提高。

1 電磁兼容出現(xiàn)的具體原因

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備屬于二次系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)的運行影響很大。第一，自動化設(shè)備中的數(shù)字電路和模擬電路不在少數(shù)。此外，差動電路、集成電路、二極管等元器件的使用，使得自動化設(shè)備本身承受干擾的能力降低，不僅影響自動化設(shè)備本身，在一定情況下還會通過整個電路系統(tǒng)影響系統(tǒng)運行；其次，電磁干擾可以通過各種傳感途徑直接到達微機系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的運行一般是大電流低電壓。如果長時間在這種狀態(tài)下接受電磁干擾，電源進出電力系統(tǒng)的回流會變大，慢慢會出現(xiàn)明顯的電磁干擾現(xiàn)象，此時會阻礙電力系統(tǒng)的運行；再次，微機系統(tǒng)的二進制原理需要更多的數(shù)字電路，在高電磁壓力下會不穩(wěn)定，電源會增加電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

2 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)電磁兼容的缺陷和優(yōu)勢

2.1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)電磁兼容缺陷

（1）自動化設(shè)備在工作狀態(tài)下會產(chǎn)生電磁干擾

如上所述，電力系統(tǒng)的組成分為一級或二級，屬于二級系統(tǒng)的自動化設(shè)備受到電磁干擾。一般出現(xiàn)在自動化設(shè)備本身、外部電磁影響、自動化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、傳輸通道等方面。這些因素將直接影響系統(tǒng)的運行。如果電磁兼容問題得不到解決，自動化設(shè)備和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行基本上是不可能的，有時可能會干擾其他部分的系統(tǒng)運行。

（2）自動化設(shè)備微機系統(tǒng)的電磁兼容性是特殊的

電力系統(tǒng)中元件較多，以微機系統(tǒng)為核心的自動化設(shè)備中廣泛使用差動電路、集成電路和二極管，運行時會產(chǎn)生雙向干擾。而且微機系統(tǒng)的特殊性使得系統(tǒng)之間的內(nèi)部傳輸存在明顯的問題：受外界影響較大，傳輸延時和波形波動大且不規(guī)則。事實上，電力系統(tǒng)電磁兼容最關(guān)鍵的問題在于脈沖干擾，因為二進制碼廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路中，數(shù)字電路在傳輸脈沖信號時非常容易受到脈沖干擾，導(dǎo)致信號傳輸不穩(wěn)定，降低電力系統(tǒng)的運行效率。

2.2 電磁兼容在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的優(yōu)勢

（1）高度的技術(shù)集成和廣泛的專業(yè)應(yīng)用

電氣自動化的電磁兼容技術(shù)就像是計算機技術(shù)的翻版，同樣需要中央控制器和服務(wù)終端，通過電子技術(shù)可以遠程或現(xiàn)場工作。有時，它也可以是一個“不干涉的店主”。只要在軟件中設(shè)置好程序，就可以根據(jù)程序內(nèi)容一步一步的完成工作。與人工智能工作相比，自動智能技術(shù)更具優(yōu)勢，這也是電子科技與電氣工程高度融合的表現(xiàn)之一。同時，依靠電子技術(shù)的智能技術(shù)更加科學(xué)和專業(yè)化，可以擴大電氣工程及其自動化智能技術(shù)的覆蓋面，使電氣自動化技術(shù)發(fā)揮更大的作用。

（2）技術(shù)實用性強，對整個電力系統(tǒng)有很好的影響

隨著時代特征的變化，電氣自動化技術(shù)將更加注重功能和實用性的增強，而自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)非常符合這一需求。在現(xiàn)實生活中，人們也受到電磁干擾，基本上是用隔離電路來減少干擾，其技術(shù)原理簡單，易于理解和操作。此外，還要了解技術(shù)原理，分析其在針對性技術(shù)使用中的實際應(yīng)用，從而確定實際操作步驟是否有針對性地解決實際問題，實現(xiàn)技術(shù)使用過程中的一步到位。另外，電磁兼容技術(shù)削弱了電磁對電力系統(tǒng)的影響，使電力系統(tǒng)的實際作用得到有效發(fā)揮。它還可以在運行過程中自動監(jiān)控和修復(fù)，不斷提高電力系統(tǒng)運行過程中的效率和質(zhì)量水平。這項技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展時，也能有效提高生產(chǎn)率。

3 電磁兼容技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 通過過濾降低電磁干擾的影響

濾波技術(shù)常用于降低電磁干擾。這項技術(shù)的關(guān)鍵部分在于濾波器，它主要是對從它傳來的信號進行濾波，使電磁干擾強度大大降低。當(dāng)信號傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的另一端時，濾波器幾乎已經(jīng)濾除了電磁干擾和無用信息。此外，當(dāng)濾波器阻擋一些無用信號通過時，還可以直接切斷這部分信號傳輸，同時斷開電磁干擾，使電磁干擾無法隨有用信息一起傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的另一端。該過濾器易于使用和操作。主要問題是設(shè)計者能否充分掌握信號頻率和電磁干擾來源。設(shè)計師還需要對信號濾波的數(shù)據(jù)設(shè)置進行切實有效的檢測。只有通過深入的實際調(diào)查和設(shè)計，才能更清楚地了解電磁干擾的信號源和頻譜，為電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)選擇最合適的濾波器，從而提高處理電磁干擾的實際效果。

3.2 使用隔離電路減少電磁干擾的影響

電路的運行會產(chǎn)生磁場，也會干擾電路的運行，但干擾電路產(chǎn)生的磁場會對電路系統(tǒng)產(chǎn)生很大的負面影響，比如影響電路的正常運行；電路信號傳輸過程中會發(fā)生截斷，是電路信號傳輸?shù)恼系K；會導(dǎo)致電路系統(tǒng)長時間處于高功耗狀態(tài)。因此，使用隔離電路來減少電磁干擾是非常必要的。自動化設(shè)備的各個部件需要連接隔離電路，可以直接隔離其中無用的信號和電磁信號，保證有效的信息傳遞到自動化設(shè)備終端，在維持設(shè)備正常運行的同時，有效隔離大功率電器和脈沖，以減少電磁干擾對自動化設(shè)備運行的影響。

3.3 通過接地技術(shù)消除電磁干擾的影響

接地技術(shù)對電子設(shè)備的正常運行也具有較大意義，可以促使自動化設(shè)備的電磁干擾得到減少，安全運行得到保證。因此，就需要采取措施，對接地技術(shù)水平大力提升，對設(shè)備的接地電壓嚴(yán)格控制，保證與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求所適應(yīng)。在傳統(tǒng)的電路知識體系中，接地技術(shù)最常用于保護安全用電階段，但實際上在電磁兼容領(lǐng)域應(yīng)用接地技術(shù)已經(jīng)比較普遍。接地技術(shù)的使用可以直接將信號源傳輸?shù)降孛?，剝離干擾信號。這種技術(shù)也可以有效地處理高阻和短路，因為高阻引起的電磁干擾也很大，所以迫切需要利用接地技術(shù)恢復(fù)自動化設(shè)備的正常運行，提高電路的穩(wěn)定性來保護整個電路。此外，接地技術(shù)還可以調(diào)節(jié)和控制接地電壓，通過將干擾電流傳輸?shù)降叵?，直接阻斷通往電路系統(tǒng)的電磁通路。

4 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用

4.1 接地技術(shù)

在具體實施中，需要從兩個方面考慮：一是應(yīng)用電源內(nèi)阻分析技術(shù)，有效分析電源的最大功率。其次，接地線設(shè)計技術(shù)可以有效地將高功率和低功率分開。

4.2 布線技術(shù)

布線技術(shù)應(yīng)用的主要目的是減少導(dǎo)線之間的影響，充分限制分布參數(shù)。需要注意的是，分布參數(shù)的影響會直接受到系統(tǒng)布線的影響，因此在電磁兼容技術(shù)的研究中，有必要對布線技術(shù)進行深入的研究。

4.3 電源技術(shù)

在電源技術(shù)的應(yīng)用上，也需要從兩個方面入手。首先，合理設(shè)計電源特性。隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和成熟，微機系統(tǒng)的頻率顯著提高，電路的幾何尺寸減小，從而導(dǎo)致多層電路的廣泛應(yīng)用。通過多層電路的應(yīng)用，可以有效降低系統(tǒng)中不同連接之間分布參數(shù)的影響。其次，合理選擇制度權(quán)力屬性。需要通過分析電源的內(nèi)阻來科學(xué)地分析電源的最大瞬時功率。

4.4 表面貼片

表面貼片技術(shù)集成了集成電路和印刷電路板。發(fā)現(xiàn)目前集成電路往往以工廠芯片的形式直接出廠，不需要封裝。制作電路時，通過焊接技術(shù)的應(yīng)用，將芯片直接粘貼在印刷電路板的表面，不僅可以減少電路面積，還可以增強電磁兼容性。

4.5 軟件技術(shù)

電力系統(tǒng)相關(guān)程序的正常運行容易受到外部因素的干擾，進而出現(xiàn)錯誤、中斷等問題。針對這種情況，有必要通過軟件技術(shù)的應(yīng)用來增強軟件的抗干擾能力。首先，采用打井的方法。通過使用這種方法處理程序，可以避免程序失控等問題。二是嚴(yán)密監(jiān)控主程序的運行過程，及時發(fā)現(xiàn)并解決各種錯誤。第三，如果有更多的信息，可以應(yīng)用容錯技術(shù)來增強軟件的抗干擾能力。

結(jié)束語：綜上所述，雖然我國電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的發(fā)展相對較快，但電磁兼容問題尚未完全解決，對電路系統(tǒng)和電路保護的正常運行產(chǎn)生了負面影響。只有做好電力兼容工作，才能進一步提高自動化設(shè)備的穩(wěn)定性，把我國電力技術(shù)的發(fā)展提升到一個新的水平。目前，電力系統(tǒng)越來越成熟，在很大程度上改變了人們的生活，促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展。然而，由于電力系統(tǒng)自動化設(shè)備存在電磁干擾問題，浪費了大量的電力資源，影響了設(shè)備的運行安全。針對這種情況，有必要應(yīng)用電磁兼容技術(shù)來解決電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中的電磁干擾問題，促進我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。