变电站综合自动化系统的电磁兼容及应对措施探讨

李林

摘 要 变电站综合自动化系统是处在强电和弱电相结合的环境中的系统设备。其内部各个子系统都为弱电系统，而其工作环境是处在强电环境中，很容易受到电磁干扰，对正常工作造成不良影响。那如何能将这种不稳定进行消除或者是抑制其对综合自动化系统的干扰，都是在安装中需要格外注意的。很有必要从前期施工安装过程中就减少这种干扰对系统的影响，保障综合自动化系统的安全稳定运行。

关键词 综合自动化系统；电磁兼容；电磁干扰

最近几年来，有关于变电站综合自动化的电磁兼容等问题已经被多次提出。变电站综合自动化系统在发展过程中，重点的问题也逐渐变成了抗电磁干扰的问题。针对电磁兼容问题，在文章中提出了一些抗干扰的措施以及手段。

1 问题的提出

在本次研究过程中对变电站综合自动化系统的电磁兼容问题进行详细的研究，发现未改造变电站的自动化系统存在一定问题，而组成综合自动化系统主要包括：自动监视、测量、控制、保护以及通信等功能，具有结构微机化、运算管理智能化、操作监视屏幕化以及功能综合化等优点。综合自动化系统升级改造保证了装置的长期周转运营可靠性，并且其经济性以及企业效益方面均有良好的表现[1]。

2 电磁兼容

2.1 电磁兼容可能产生的后果

关于电磁兼容，简单来说就是一个装置在有电磁干扰的环境下可以维持自己正常的工作能力。在综合自动化系统工作环境中一直有电磁干扰的存在，综合自动化系统往往会因为电磁干扰的存在产生消极反应。首先，电源回路会受到干扰。通常情况下来讲，变电站综合自动化系统的设备的工作电源有两类：一是交流电源；二是直流电源。采用交流电源供电，电源一般取自站用变压器，从站用变压器到自动化装置的引线很长，电网的冲击电压和频率的波动都会直接的影响到综合自动化系统的安全性和可靠性。通过直流电源进行供电的方式中，电源通常取自站内直流屏，直流屏的电源虽来自站用变压器，但通过电力电子技术滤波、整流的处理，电网波动造成的影响比交流电源供电方式要小很多。其次就是对模拟量输入通道造成的干扰后果。

2.2 抗电磁干扰采取的措施

（1）屏蔽措施和减少强电回路的感应耦合。首先，在对一次设备与二次自动化系统的输入输出连接时，可采用自带的金属屏蔽层的控制电缆，这样对磁场耦合以及电场耦合有明显的削弱的作用。其次就是在微机保护装置或综合自动化装置的测量用互感器的一次和二次绕组之间设立屏蔽层，这样可以起屏蔽作用，有助于防止高频信号的干扰。再者就是能够在安装的过程中将控制电缆进行科学布局，使其远离高压母线以及减少平行长度，进而减少强电回路长生的电磁耦合。最后，在施工中要注意将电压电流互感器二次回路引至自动化装置时，尽量靠近接地体，从而减少进入互感器二次回路的高频瞬变漏磁通。

（2）接地和减少共阻抗耦合。接地是变电站中一次系统和二次系统抑制电磁干扰的主要方法，是解决变电站综合自动化设备电气兼容的重要措施之一。一次系统接地，主要分为保护接地、防雷接地、防静电接地以及工作接地。二次系统接地，主要有安全接地和工作接地。采取合理的接地方式，可以尽量将一次系统中的高频瞬变电压的幅值减少，保证人身和设备的安全，防止地环流等等。比如在施工过程中，将设备的接地线接在地网交叉密集处，尤其在避雷装置接地点采用多根接地线以加密接地网。

（3）隔离措施。变电站中电磁兼容问题中通常将隔离措施配合接地措施来减少电磁干扰。二次系统采纳良好的隔离接地措施可以很大程度上减少电磁干扰的侵入。针对变电站综合自动化的系统中模拟量输入通道和开关量输入输出通道这两类有明显影响的电磁干扰侵入点，有不同的隔离措施。对于模拟量输入通道，通常在交流输入回路中采用隔离变压器的方式，提高系统的抗干扰能力；对于开关量输入输出通道，通常采用光电隔离和继电器隔离的方式进行输入输出。这两种隔离方式都可以在一定程度上对干扰进行隔离，起到对变电站综合自动化系统的保护作用[2]。

3 实例

自动化装置电源回路是电磁污染最严重的部分，所以在电磁兼容标准中，对于同一试验等级，电源回路的试验电压比其他回路高一倍，例如采用3级试验等级的EFT（Electrical Fast Transient）试验，电源回路的试验电压为 2kV，而其他回路为 1kV。由此可以推断，电源回路必须采用比其他回路更严密的抗电磁干扰措施。对于自动化装置电源的抗干扰，可采取如下措施：

（1）在电源的输入侧安装电源滤波器，可以滤去交流电源输入的高频干扰和高次谐波。在加装滤波器时有两个问题需要注意：一是选用合适类型的滤波器，不同类型的电源选择的滤波器也不同，如线性稳压电源滤波器、开关电源滤波器等。二是必须在电源进线的最前端放置滤波器，使滤波器之前的电源进线尽可能短，以尽量避免电磁干扰通过这段进线窜入装置内对电路其他部分产生影响。

（2）安装隔离变压器。在微机电源的输入侧安装隔离变压器，由隔离變压器的输出端直接向自动化装置供电，隔离变压器的变比可以取1∶1，用以隔离来自电网或站用变压器的干扰。

（3）采用不间断电源UPS。若自动化装置采用交流供电，装在直流屏上的UPS可以站用变压器的交流经过整流再逆变成装置所需的交流，很好地将一次系统和二次系统进行隔离。若自动化装置采用直流供电，则可直接通过UPS装置的直流输出端进行供电。通过UPS向自动化系统供电可有效地抑制电网低频常态干扰。同时，当站用变压器停电的情况时，UPS还可以持续供电，保证设备的安全连续运行[3]。

4 结束语

综上所述，上文中所提到的抗干扰措施都是经常采用并且工程上证明很有效的办法，可以通过采取这些措施减少电磁干扰，提高综合自动化系统的电磁兼容性能。根据不同的工程实际情况以及不同的干扰环境，有选择性的采用上述的抗干扰措施。

参考文献

[1] 牧骑乐.变电站综合自动化系统的问题浅析[J].中国高新技术企业，2013，（21）：140-141.

[2] 卢国良.综合自动化系统的抗电磁干扰[J].科技资讯，2013，（13）：78.

[3] 刘勇.变电站综合自动化系统干扰问题分析及解决措施[J].信息通信，2012，（01）：200.