电力系统自动化设备的电磁兼容技术初探

王芳芳 岳凯

（山西省长治清华机械厂 山西长治 046012）

电力系统自动化设备的电磁兼容技术初探

王芳芳 岳凯

（山西省长治清华机械厂 山西长治 046012）

本文以电磁兼容技术的研究主体为基础，分析了电力系统自动设备应用电磁兼容技术的必要性，研究其应用现状，并提出行之有效的加强措施。通过本文的论述，旨在进一步完善电磁兼容技术，增强电力系统运行的安全性与稳定性，促进我国电力事业的可持续发展。

电力系统；自动化设备；电子兼容技术

在我国电力系统自动化水平快速提升的背景下，电力系统自动化设备的应用逐渐普遍。由于设备的工作环境较为特殊，在运作时容易受到外界电磁的影响；而电子兼容技术可以有效处理运作过程中的干扰因素，可实现在同一电磁环境下，电子设备、电气与人的和谐共存。成熟的电磁兼容技术，在提高电力系统自动化设备运作精确性方面发挥着尤为重要的作用。

1 分析电磁兼容的研究主体

1.1 电磁环境评价体系

健全的电磁环境评价体系在电力系统中发挥着重要作用，在研究电磁兼容问题的整体环节中占据重要位置。此外，通过电磁环境评价，能够从根本上解决电磁干扰现状；利用先进技术，结合仿真和数字手段，对设备运作进行真实模拟，实现对电磁抗干扰水平的评估。在具体运作过程中，利用电磁兼容测试车的运动，定期检测现场电力系统自动化设备的状况。

1.2 电磁干扰耦合路径

传导性干扰与辐射性干扰属于电磁干扰方式的两大方面。其中，传导性干扰体现在干扰源利用电源线路、信号线与接地线等介质，进行传导并展开干扰，如雷电冲击现象，对电源产生干扰。而辐射性干扰则是利用自身电磁场，借助扩散形式实现对敏感电力系统设备的干扰，如电视与无线电的干扰。对电磁干扰耦合路径的研究分析，可以以此为基础，合理规划风险预防方案，及时消除干扰因素。

1.3 电磁抗干扰性能

目前，强弱电力系统自动化设备呈现出一体化的发展态势，可以根据试验结果，分析电力系统自动化设备运作过程中电磁干扰现状，保证设备构件不会出现破损。以此为基础，评估设备的整体状况，主要体现在评定管理计算机、自动化程序、继电保护计量表等设备的抗干扰水平。

2 电力系统自动化设备的电磁兼容技术概述

2.1 应用电磁兼容技术的必要性

随着电子设备与技术的发展创新，电磁兼容技术应运而生。存在电子设备与电子技术的领域内，都存在相应的电磁干扰局面。而且，电磁兼容技术的研究主体是电磁干扰，可以有效解决外界电磁干扰因素，以及电力系统自动化设备内部电路的互相干扰。通过研究电磁兼容技术，有利于提升电力系统自动化设备的运作效率与运作质量。

先进的电磁兼容技术有助于降低电磁波对电力系统自动化设备形成的干扰，保证设备的精准度。由于电力系统自动化设备内容逐渐复杂化的发展趋势，容易出现电路混合现状，居高不下的电路工作频率，导致电磁干扰现象愈发严峻。要求电磁兼容技术研发人员不断对技术进行创新变革，促进产品的研发进度，为电力系统自动化设备的正常运作奠定基础，有利于降低电磁污染。

2.2 电力系统自动化设备电磁兼容技术现状

由于电力系统自动化设备较为复杂，其电磁干扰源较多样化。其中，一次、二次系统设备，自动化设备构件、外界电磁辐射以及不同传输道等方面的电磁干扰，容易破坏电力系统自动化设备运作的安全性与稳定性。

（1）电力系统自动化设备主要包括以微机系统为基础的模拟电路与数字电路。其中，二极管、集成电路块与转换电路的应用最为广泛，既对干扰敏感，又属于干扰源。

（2）在微机系统内，干扰信号主要包括共模和差模两大内容。而电磁干扰主要通过传导通路、电源系统实现对微机系统的侵入。在微机系统内部，通常存在电磁场与静电场感应。微机系统在运作时，由于电压过低导致输入输出线、电源线形成高速大电流回路，并形成强电磁感应。

（3）微机系统运行时，传输线会出现延时、波形畸变现象，容易受到外界电磁干扰。

（4）脉冲干扰。由于微机系统主要以对二进制码的识别为基础展开工作，主要由数字电路构成，对脉冲信号进行传送，但也容易对脉冲干扰产生敏感。

3 加强电力系统设备电磁兼容技术的措施

3.1 实现对互相干扰设备与电路的隔离

对互相干扰的电路与设备进行及时隔离，有利于完善电力系统自动化设备的电磁兼容技术，拓宽电力系统的兼容空间。其中，合理的线路设计属于电磁兼容技术的关键环节，在设计隔离干扰电路时，避免选择功率小且损耗低的构件，降低构件自身形成的干扰因素。

在对设备与干扰线路进行隔离时，要保证干扰线路不会平行于其他线路；若必须要平行，则需要加大导线间距，其间距L与直径D的比值高于40；此外，要保持普通线路与干扰线路的合理间距，保证平行部位敏感线路和普通线路平行距离的合理性，并屏蔽高频导线。由于高频导线容易对线路干扰形成影响，针对强度较高的脉冲功率线路，要将其视为干扰线路提前预防，结合实际状况，把电平低、功率小的数字电路归为普通电路，做到具体问题具体分析。

3.2 选用滤波与屏蔽技术

现阶段，屏蔽技术包括磁屏蔽、电屏蔽与电磁屏蔽，通过导电材料和导磁制造屏蔽体，通过对电磁能量的减少，避免电磁干扰。在选用屏蔽技术时，需要考虑电力系统自动化设备性能、结构与安装环境的不同，选用相对合理的屏蔽材料与屏蔽手段，提高自动化设备的抗电磁干扰水平。

同时，滤波技术主要由电感、电阻和电容共同构建而成，可以准确判断信号频率，对干扰电流加以抑制，提取有效的信号频率分量，避免干扰频率分量的通过，防止出现串扰现象，按照C＝1/f计算选取去耦电容值（10MHz取0.1uf），合理控制电容的高频特性，降低电磁干扰。滤波器的应用，能够处理辐射干扰与传导干扰，在接受机的输入端、发射机输出端，安装合理的电磁干扰滤波器，通过过滤干扰信号，提高电磁的兼容性。

3.3 对电力系统自动化设备实施接地处理

在设计电力系统时，需要对电力系统设备实施接地措施，保证电力系统运行的安全性与稳定性。接地处理技术可以对接地电压进行合理控制，保证其安全性能，进而实现电力系统自动化设备与电力系统的安全性与可靠性，将干扰电流适当导入地下，防止电力系统自动化设备与线路间出现互相干扰。

其中，接地处理技术主要包括地线设计技术及电源内阻分析技术，在配置参数的过程中，地线设计技术起决定性作用，在电力系统自动化设备与电磁兼容技术中发挥着关键作用，为电力系统的正常运作提供保障。所以，要注意保持高频信号输出的低频率，如果信号功率输出过大，则需要采取降频措施，利用S＝S底＋L外×2＋16计算接地面，最大化降低设备与线路的互相干扰，在使用布线技术之前，要严格控制分布参数的合理性。

电源内阻分析技术是以电源最大瞬时功率的分析为基础，将小电阻的导电通路建立在系统接地面和选定点间，相接地面，属于地面的重要参考点。接地处理技术按照隔离大小功率与高低频系统的规范要求，视电力系统内电位与电阻为零，以此为依据，参考电路信号。通过接地处理方式的应用，实现干扰电流对地面的导入，合理控制电力系统自动化设备与线路间的互相干扰。

3.4 电缆设计

（1）在使用电缆时，需要结合情况的不同选用合理的绞线结构，重视电路的接地，在相关条件下采用双绞线，在接地处理时，防止出现地线坏路现象。

（2）安装过程中对同轴电缆的使用，需要重视外层连接端口与两端闭合线路的回路现状，防止外层外形成的第二条回路路径，以促进电磁抗干扰水平的提升。

（3）安装过程中对电缆的使用，要保证与屏蔽体开口、缝隙距离的合理性。

（4）要将铁氧体磁环安装在电缆中，结合具体状况，将缠绕在电缆上方的铁氧体磁环的导线匝数进行合理调解。

3.5 方案设计

（1）设计接口电路时，选用平衡电路，若有必要可采取相应对策，提升电路的抗干扰水平。

（2）降低电路中对高速脉冲信号的使用，如果必须要使用，则保证信号上升和下降的稳定性，保持模拟电路带宽窄度的合理性。

（3）硬件电路板需要采用规模大的集成电路，适当缩小回路面积，降低发射率，提高抗干扰水平。

（4）明确电路系统中的重点电路，即高敏感性电路、强干扰源电路，采取隔离策略，绕开电路干扰源。

（5）在施工过程中，要遵循“因地制宜”的原则，合理设计地线，绘制地线图。参考电路性质的差异性，绘制相应设计图，并将相关符号标记在其中。

4 结束语

总之，在电力系统中，自动化设备得到广泛应用，电磁兼容性问题随之出现。要求研究人员加大对电磁兼容技术的创新研发，构建成熟的试验体系，对电磁兼容问题展开研究。国家方面需要提供资金保障，在丰富电磁兼容理论的同时，研发新型配套产品。由于我国电磁兼容技术的起步过晚，因而更需要及时掌握时机，明确电磁兼容技术的发展方向，积极采取切实可行的发展措施，从而促进我国现代电力事业的蓬勃发展。

[1]马涛.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].黑龙江科学，2013，4（9）：131～133.

[2]侯 磊.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].民营科技，2014（12）：296～297.

[3]李珠海.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].中国乡村医药，2015（21）：154～155.

TN03

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1004-7344（2016）21-0044-02

2016-7-10