工厂供配电系统自动化抗干扰技术研究

葛廷友 于军

【摘 要】电能在现代化工业生产中的广泛应用，是因为电能容易由其他形式的能量转换而来，也容易通过某些介质转换为其他形式的能量。并且，在庞大的工业生产体系中，电能的输送方式简单便捷，且经济实惠。然而，在现代化工业生产中，工厂的供配电系统自动化容易受到外界的干扰，对工业生产产生极大的影响，本文为解决工业生产这一现象，对工厂供配电系统自动化抗干扰技术进行研究分析。

【关键词】工厂供配电 系统自动化 抗干扰技术

供配电系统是供电系统与配电系统的集合，是利用新型科技产品，如网络、计算机等，对用户供配电数据进行信息集成与处理，组成一个有组织的供配电网络，并能自主对工业生产用电进行监测、保护与控制。然而，工业生产规模庞大，供配电系统容易受到电磁干扰信号的干扰，供配电系统的各个组成结构，比如开关设备、工厂生产设备的控制系统与检测系统的可靠性与安全性容易被干扰信号侵害，工厂的正常生产将受到影响。

1 工厂供配电系统自动化的干扰因素

众所周知，形成干扰必须具备三个要素，第一，干扰源；第二，传播途径；第三，接受载体。干扰源在工业生产中，是产生干扰信号的机械设备，比如变压器、继电器、电机等。机械设备在运转的过程中，产生空中电磁信号。同时，自然条件如雷电等，也能作为干扰源产生干扰信号。传播途径主要用于干扰信号的传输。传播途径根据传输方式的不同，分为辐射传播与导线传播两种方式。辐射传播是电磁干扰信号在空中直线型传播，且此种电磁干扰信号具有极强的穿透性；而所谓的导线传播，则是电磁干扰信号通过供配电系统的机械设备连接的线路进行传输。接收载体是对电磁干扰信号进行接收，也叫耦合。根据传播途径的不同，耦合也有辐射耦合与传导耦合两种方式。

2 工厂供配电系统自动化抗干扰技术措施

工厂的供配电系统必须实现抗干扰自动化，使工业生产厂部实现“有人留守、无人值班”[1]的生产效果，提高工业生产的产量以及质量。

2.1频率和电压干扰及其抗干扰技术

在工厂供配电系统中，频率和电压干扰形式是由电源的引入而产生的干扰源[2]。频率干扰是工厂供配电系统，其设备的送电线路在接地屏蔽线回到故障点时，被50Hz工频干扰，工频被干扰后产生一定的电位差，才电位差对工厂变电站的计算机系统与继电保护系统造成侵害。电压干扰的产生，是由于自然界的雷电压入侵供配电系统，使得供配电系统的电压不稳定而产生波动。

例如，某工业生产厂部，为保证其供配电系统的安全性与可靠性，对供配电系统的干扰源做出了详细分析，如下图1为N（s）干扰作用下典型结构图，图2为此工厂供配电系统电源作为干扰源的干扰信号图。

图1：干扰作用下典型结构 图2：干扰信号图

自动化抗干扰措施：通过对电源设备进行变压、整流、滤波处理，稳定电源电压，将公共阻抗以及公共电源之间的相互耦合现象降低，有利于电源设备散热，保证电源供电的稳定性。对于交流电来说，其抗干扰措施为，在交流电安装过程中，采用导电状况良好的粗导线；而对于直流电来说，其抗干扰措施为，直流输出线采用双绞线，同时扭绞的螺距要尽量小，双绞线的长度要根据机械设备的安装位置进行控制；而雷电的入侵对电压产生的干扰，其抗干扰措施为在变压器进线一侧安装避雷器与避雷针，通过避雷线连接，形成避雷网系统。

2.2导线干扰及其抗干扰技术

传输导线抗干扰技术[3]：工程供配电系统传输导线的抗干扰措施主要体现在线路的选择上，包括了传输线路的选择，监测系统与主线路的选择。传输线最好选择同轴电缆及双绞线。同轴电缆的外圆柱导体与内导线均是金属铜材质，且外圆柱导体与内导线均由绝缘材料包裹。由于导线在绝缘材质的包裹下形成的传输介质，以及双绞线的环路设计，改变了导线之间电路磁感应的方向，逆向电磁感应相互抵消，电磁干扰被抑制。

2.3电磁场干扰及其抗干扰技术

电磁场抗干扰措施：将工厂的供配电系统设备之间屏蔽或者接地。接地可将各个设备之间的电流在经过公共地线阻抗时产生的感应电压进行发散，消除设备之间由于出现电位差而造成电磁场的相互干扰，是供配电设备各自正常的、独立的运行，而不产生环路。接地时抗电磁干扰的重要方法，屏蔽是抗电磁干扰的重要手段，两者联合起来可以有效的消除供电设备之间的电磁干扰。其次，现代工厂车间的电气控制系统组成结构为PLC、单片机、变频器、接触器等。电气控制元件之间相互组合使用，也是抗电磁干扰的有效方法。比如，PLC与接触器、变频器的组合应用，单片机与变频器的组合应用。

3 结语

工业生产是一个庞大的组织体系，机械设备多、电流电压使用频率高、生产时间长。这些特点导致工厂供配电系统的过度运转，以及各设备之间电流、电压相互影响而产生电磁干扰，不仅影响了供配电系统的正常运转，还能对供配电系统造成损害，进而影响工业生产的效率以及质量。工厂供配电系统自动化抗干扰技术在工业生产中极其重要，是达到工厂“有人留守、无人值班”的有效手段，实现工厂经济效益的重要途径。

参考文献：

[1]潘鹏飞，王旭，唐宏丹.无人值班变电所的摇视技术[J].东北电力计划书，2007，（03）：54-55.

[2]王金全，黄彬业，王利明 等.工业计算机系统工程化应用的抗干扰问题[J].中国电力，1996，（07）：12-13.

[3]文德建.供配电设备状态维修管理认识与实践[J].化工之友，2007，（03）：86-87.

作者简介：葛廷友，（1963-）男，大连瓦房店人，大连海洋大学应用技术学院教授，学历：博士研究生，研究方向：电力系统自动化；于军（1974-）男，大连瓦房店人，大连海洋大学应用技术学院讲师，学历：本科，研究方向：应用电子方向。