抗干擾技術在電力自動化裝置中的應用研究

張 寧，汪悅生，江千軍，何怡燕，賈 曉，吳 晗（國網安慶供電公司，安徽 安慶 246003）

0 引 言

如今，電力自動化裝置在生產與運輸環節中廣泛應用，提高了工業生產效率。但是，電力自動化裝置內部系統易在外界干擾影響下出現故障，人們需要將抗干擾技術應用于裝置內部，提高裝置的抗干擾能力。同時，規范裝置管理程序的具體應用，從抗干擾技術的優勢角度出發，強化抗干擾技術的應用效果。

1 電力自動化裝置產生干擾的原因及影響

1.1 電力自動化裝置產生干擾的原因

電子自動化系統運行中，設備受到外界干擾時會產生不同干擾源。當電力自動化裝置在獲取微機信號時，裝置自身帶有信號剔除能力，這時部分無效裝置會產生較弱的信號，給設備帶來干擾影響。自動化裝置產生干擾的原因，可主要概括如下。第一，電源電磁干擾。電力自動化裝置的電源中有著一定的電磁性負荷，斷開時電感線圈上會有較高的感性電壓。如果高電壓通過，將有可能使斷開接點被擊穿，甚至產生電弧，并帶有高頻噪聲干擾源。第二，直流電壓紋波給自動化裝置帶來的工頻干擾。這一干擾現象帶來的影響并不嚴重，可以在自動化裝置的設計階段加以控制。第三，信號線帶來的干擾。由于信號線平行產生的干擾現象，受到電壓沖擊影響時也會給電力自動化裝置帶來干擾源。

1.2 干擾因素給電力自動化裝置帶來的不良影響

根據對電力自動化裝置產生干擾的原因分析，得知干擾現象嚴重影響裝置的平穩運行。它主要對裝置的信號造成影響，擾亂發出的信號或者對信號進行控制形成錯誤操作。當電力自動化裝置受到信號干擾時，一般情況下信號頻率會突然增高，并伴隨著幅度加大的現象。分析干擾因素對裝置產生的影響，主要包括如下方面。第一，干擾因素對電力自動化裝置的電源回路產生影響。信號干擾源會使計算機與監控設施無法穩定工作，進而影響裝置的正常使用。嚴重情況下，干擾源會導致電力自動化系統出現誤操作，甚至使系統死機。第二，干擾因素對裝置模擬輸入通道產生影響。信號干擾下，電力自動化裝置的模擬量無法正常輸入，引入電壓會發生數據采集錯誤，無法保障電流互感器內的數據真實性與準確性，最終得到裝置采集到的信息全部無效。嚴重情況下，裝置的部分零件與整體結構會出現損壞。第三，信號干擾對電力自動化裝置開關量通道產生影響。這一影響現象主要體現為斷路器與隔離開關無法正常工作，各自的功能得不到發揮。此外，干擾源也會影響電力設備，使設備無法運轉。第四，信號干擾對電力自動化裝置的數字電路產生影響。干擾現象容易影響系統電路，導致電路內的程序出現混亂，進而出現數據運行錯誤，影響電力裝置的后續工作[1]。

2 抗干擾技術在電力自動化裝置中的應用研究

2.1 抗靜電放電干擾技術

抗靜電放電干擾技術作為抗干擾技術的一種，可以應用在電力自動化系統中，提高系統運行的可靠性。從人體靜電放電干擾性實驗得知，電力自動化裝置與電力設備在操作時經常出現靜電放電現象，產生電磁信號后將影響裝置運行。如果靜電放電帶來的影響過大，電力自動化裝置也會面臨設備損壞問題。分析電力自動化裝置的抗靜電放電干擾技術的應用措施，如使用金屬面板機箱。一般情況下，電力裝置都會應用整體性金屬殼和金屬面板，而不是插件式面板，使得自動化裝置機箱外部的面板與地面保持更近的距離。如果使用插件式金屬面板，無論是漆膜還是氧化膜，其材質都不是導電材料，無法直接與地面接觸。只有讓電力裝置機箱框架和面板相接觸，才能使二者有效連接，從而實現機箱框架和面板的科學導電。

使用多功能抗擾度測試儀可以實現對電力自動化裝置的抗靜電干擾測試。該裝置可以進行靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度及浪涌（沖擊）抗擾度3項試驗的多功能組合抗擾度測試。可以應用聚四氟乙烯材料預防靜電對裝置產生的干擾，同時研究人員需要分析材料的抗蠕變性、耐磨性差、線膨脹系數大等缺陷問題，做出改性處理。在電力自動化裝置中應用抗靜電放電干擾技術，可以應用多菱防靜電聚四氟乙烯。該材料保留了原有基材固有的物理特性，同時加入了其他改性材料，可以有效起到預防靜電的作用。不僅如此，聚四氟乙烯使用壽命較長，適合用于特殊要求下的電力自動化裝置[2]。

2.2 抗瞬變信號干擾技術

在電力自動化裝置內應用抗瞬變信號干擾技術，具體內容如下。第一，使用多層印制板，防止產生瞬變信號。由于多層印制板的抗干擾性較強，通過電源回路板的電容組織靜電對設備電源產生不良影響。不僅如此，多層印制板結構布局空間較大，可以緩解信號干擾。第二，合理布置電源回路的布線與配線方式，將電力自動化裝置的各項器件隔離。準確把握線路長度，防止線路之間混合。第三，科學設置開關電源，發揮開關電源對電力自動化裝置起到的抗干擾作用。安裝開關電源時，進線與出線需要分開；安裝面板電源開關時，可以使用屏蔽線將開關線放在濾波器背面。開關引線應與指示燈的線路隔開，避免不同線路在工作時產生干擾問題。第四，使用濾波器預防瞬變干擾信號。科學選擇濾波器的型號，確保設備安裝合理，充分發揮設備對干擾因素的抵抗能力。建議使用金屬外殼材料的濾波器，提高濾波器在實際運行中的接地效果[3]。

2.3 規范管理程序的具體應用

程序管理能夠在電力系統自動化干擾處理中起到規范與限制的作用。實際具體應用過程中，主要包含以下方面。第一，管理程序的規范能夠實現人員的合理配置，使其明確自身的工作內容與目標，還可以強化工作效率與質量，使電力系統安全運行。第二，管理程序能夠完善涉及的規則制度，明確員工的培訓目標，提升員工對電力系統開展繼電保護工作的能力。第三，管理程序能夠促使相關管理人員對故障排查過程中涉及的維護方案和處理對策進行檔案化管理，對出現幾率高、威脅較大的故障進行研究，并將其結果作為日常維護管理的依據，減少同類故障的發生率。第四，應用規范管理程序，可以確保在檢修和故障排查過程中，對故障的原因、特點以及具體表現進行分析與總結，以此制定之后的檢修計劃與處理方案。第五，管理程序的規范可以落實責任制度，明確工作中涉及的責任歸屬，便于公司定期開展業務考核和設立合理的獎罰制度。此外，管理程序的應用可以使二次設備的運行狀態得到精細處理與監測，充分體現出繼電保護與監測管理的意義。

2.4 提升裝置自身抗干擾能力

在電力自動化裝置中應用抗干擾技術，可顯著提升自動化裝置抗干擾性能，降低裝置對干擾因素的敏感性，使部分干擾信號不再被獲取，自動化裝置可穩定運行。例如，在電力自動化裝置的運行系統中設置多CPU結構，合理布置擂件，利用硬件設備保證裝置運行穩定性；多CPU結構相互補充，自動恢復電路故障，保證裝置連續運行。其中一個CPU受到干擾產生運行程序故障時，另外的CPU設備可快速啟動運算程序，保證自動化裝置穩定運行，避免自動化裝置出現失控的情況。

除降低裝置敏感度外，還需提高裝置抵御干擾信號的能力，安裝控制零件提高設備對干擾信號的控制能力，消除外部干擾信號對自動化裝置的影響，提升設備運行質量。在電氣自動化裝置工作期間，最易受到電磁干擾，嚴重影響自動化裝置的運行安全，威脅電力生產和運輸的安全性，甚至對工作人員人身安全造成威脅。因此，著重提高裝置自身抗干擾能力可起到直接作用，將自動化裝置外殼更換為高新材料，削弱電磁干擾對自動化裝置的影響，顯著削弱干擾信號的影響，提高裝置自身抗干擾能力和裝置運行安全性，保障穩定的電力生產和運輸，創造更高的經濟收益。

3 結 論

電力系統運行時，電力自動化裝置易受到電磁干擾出現故障問題。因此，裝置的抗干擾是設備運行過程中必須重視的問題。要應用抗干擾技術，同時要求研究人員分析干擾產生的原因和干擾因素給設備帶來的影響，合理應用抗靜電放電干擾技術與抗瞬變信號干擾技術，保障電力自動化系統穩定運行。