浅析电力系统自动化设备的电磁兼容技术应用

浅析电力系统自动化设备的电磁兼容技术应用

邱聪 杨齐家

国网江西省电力有限公司抚州市临川区供电分公司 江西临川 344100

摘要：电力系统工作环境比较特殊，并且自动化设备在运行过程中容易受到外面电磁波的干扰。基于此，本文概述了电磁兼容技术，阐述了电磁兼容技术设计，对电力系统自动化设备的电磁兼容技术应用进行了探讨分析。

关键词：电磁兼容技术；设计；电力系统自动化设备；应用 一、电磁兼容技术的概述

　　电磁兼容技术（EMC）具体是指在电磁环境中，电子电气设备或是自动化系统能够保持正常工作状态的前提下，不对其它事物构成无法承受的电磁骚扰（EMD）的能力，大体上可将EMC分为EMI和EMS，前者是电磁干扰，后者是电磁敏感度。具体表现为：（1）EMD。EMD是指任意一种可能引起电子电气设备及自动化系统工作性能下降或对有无生命的物质产生损害作用的电磁现象。从本质的角度上讲，EMD具有客观存在性的特点，其归属于物理现象的范畴，它的产生原因有两个方面，一方面是外界因素的影响，另一方面是设备或系统本身的变化。（2）EMI。其是指任何可以降低、阻碍、中断或是对电子、电气设备及自动化系统的有效性能产生限制的电磁能量。根据干扰类型的不同可以分为传导型干扰、辐射型干扰。（3）EMD与EMI的关系。第一、EMD是EMI产生的前提条件，当EMD对敏感电子电气设备或自动化系统的正常工作构成影响时，才会形成EMI。第二、EMI是一种能够引起电子电气设备或自动化系统性能下降的后果，而EMD则是引起这个后果的客观现象。

二、电磁兼容技术设计的分析

　　1、滤波设计。滤波表示采用滤波器减轻电磁干扰的操作。滤波器一般由参数集中分布的电容组成，可构建为网络，网络单元经允许有用信号通过，减少了其他干扰，将电磁干扰控制在稳定运行电平上。现阶段，滤波器已经成为抑制电磁干扰的主要方式，同时可解决辐射干扰问题。例如，减少了无线电干扰，可在无线发射器输出端及接收端设置滤波器，过滤了干扰信号，发挥了电磁兼容作用。滤波器主要采用两种方式运行，一种禁止无用信号通过，并可反射原信号源；另一种可应用滤波器消耗无用信号。一般使用滤波设计控制传导干扰时，必须考虑干扰波幅值及频谱等情况，然后合理选择滤波器型号并设计滤波器电路。

　　2、隔离设计。一般干扰性周围存在干扰电磁场，当其他线路位于其周边时，就会在电磁耦合作用下产生干扰。此种情况下可应用隔离方式减少电磁干扰，具体操作如下：不能将干扰线路与其他线路平行排列，如果不能避免要求合理控制导线直径与间距；敏感线路如果与普通线路平行排列，间距控制在50毫米以上；隔离信号线与电源馈线，间距在50毫米以上；高频导线对其他线路产生的影响较大，可进行屏蔽；个别脉冲功率较大线路容易对其他线路产生干扰，要求必须合理设置干扰线路。

　　3、接地设计。接地设计的主要目的就是减轻电子干扰，保证设备及人员的安全。一般可采用以下几种方式耦合。第一，浮地。一般应用于设备或电路无法与大地连接，其作用原理与格力变压器相同；第二，单点接地。将所有需接地的引线集中在一个点，实现该点与大地的连接，经常应用低于1MHz的干扰信号抑制；第三，多点接地。电力系统或设备要求采用接地引线直接与地面连接，主要应用频率在10MHz以上的干扰信号。第四，混合接地。此种接地方法经常在复杂情况下应用，主要可抑制频率在1-10MHz的干扰信号。

　　4、屏蔽设计。屏蔽设计要求使用导磁、导电等材料制作盒、板等器材，然后合理控制电磁干扰，保证场地能力传递中产生大衰减，进而减少电磁干扰，一般主要应用电屏蔽、磁屏蔽及电磁屏蔽等方法操作。

三、电力系统自动化设备的电磁兼容技术应用分析

1、隔离互相干扰的设备和电路。电磁兼容技术在电力系统自动化设备的应用，必须将互相之间存在干扰的设备和电路进行隔离处理。从现实的实践结果来看，隔离互相干扰的设备和电路对提高电磁兼容性具有显著作用。例如，在构建电磁设计思路的时候，需要掌握线路的相关设计，为了降低设备和电路之间的干扰程度，必须对隔离干扰线路进行科学的规划和设计，通过采用功率较小和损耗较低的元器件来达到降低设备和电路之间互相干扰的目的。另外，在隔离互相干扰的设备和电路时要着重注意不能将隔离干扰的线路与其他线路相并列，如果并列两种线路将降低隔离干扰的效果。如果出现必须要将两种导线并行排列的现象，就必须注意两种导线之间的间距，将间距尽可能地增大，而且在此基础上要保证与直径之间的比值要大于40。除此以外，还要重点注意高频导线，高频导线是一种特殊存在，因为高频导线本身就会对设备和电路产生严重的电磁干扰，因此在隔离线路的设计中要将其单独列为干扰线路进行隔离。

2、运用屏蔽和滤波技术增强抗干扰能力。运用屏蔽和滤波技术对增强电力系统中设备的抗干扰能力具有显著效果。屏蔽技术主要应用的是导磁和导电的技术原理，屏蔽技术利用这些原理将设备中形成干扰的电磁进行有效控制，利用相关材料制作成屏蔽体，将设备中形成干扰的电磁进行有效减弱，从而防止电磁对运行中的设备形成干扰。从当前的屏蔽技术来看，主要应用的有三种屏蔽方式，分别是电磁屏蔽、电屏蔽和磁屏蔽，不同的屏蔽方法对应的是不同设备中的电磁干扰现象。在应用屏蔽技术时要用对设备受干扰的具体情况进行分析，然后根据实际的情况采用不同材料的屏蔽技术，然后用具有针对性的屏蔽方式进行抗干扰。滤波器与屏蔽技术相同，但滤波器主要应用的是电阻、电容和电感对设备中的干扰电流进行抑制，将设备中的电磁干扰减弱到可接受的地步。

3、提升电力系统自动化设备接地技术水平。将电力系统自动化设备进行接地处理对抗干扰具有良好效果，能够有效提升电力系统的稳定性和安全性，在电力系统的设计中是非常必要的手段。接地技术主要应用的是控制电压原理，将电压控制在可控的安全范围内，将会对设备形成干扰的电流利用接地技术导入地下，从而降低对运行设备的干扰程度，保障电力系统中各项设备的运行安全。应用接地技术必须掌握电源内阻的分析技术，而且要对接地点和地线进行合理设计，保障接地技术的系统能够进行正常运行。再利用接地技术时，要注重降低输出的信号频率，因为信号的频率过高时造成管脚和连线之间互相产生影响，因此要关注地线设计中布线的参数。另外要将大功率和高频率系统与小功率和低频率的系统分开，同时将系统中的电阻和电位看成0。

　 4、合理运用软件技术。当程序出现不按照指定路线运行的情况时，多数原因都是受到外界干扰所致，在干扰因素的作用下，使程序产生异常，如不响应、中断、芯片内信息改写等等，由此将会对正常的运行产生干扰。通过以下几种方式可以增强软件程序的抗干扰能力：一是可以在处理程序中添加空指令，这样能够有效防止程序不按指定路线运行的情况发生；二是对主程序的运行情况进行实时监测，当发现主程序出错时，应及时进行处理；三是当信息冗余时，可利用容错技术提升抗干扰能力。

结束语

综上所述，电力系统自动化设备中的电磁兼容技术应用可以减少自动化设备受到电磁干扰，提升自动化设备运行准确度。随着电力系统的快速发展，自动化设备变得日益复杂，并且电路具有较高的工作频率，导致严重的电磁干扰问题，使得电磁兼容技术应用价值越来越大，因此必须加强对其应用进行分析。

参考文献

[1]鲍晨光.电力系统自动化设备应用电磁兼容技术的探讨[J].电子世界.2017（10）

[2]王晓飞.电力系统自动化设备的电磁兼容技术探讨[J].工程技术，2017（02） +