電磁兼容技術在電力系統自動化設備中應用的探討

李發亮

【摘 要】隨著人類社會的發展，對于電力的依賴程度不斷加大，因此對電力系統安全性和穩定性都提出了更高的要求，其中電力系統自動化技術為電力事業發展和社會經濟繁榮奠定了堅實基礎。目前，電力系統自動化設備獲得了廣泛的應用，電磁兼容技術也受到了越來越多地關注。本文將針對電力系統自動化設備中的電磁兼容技術進行分析，并結合相關工作案例提出合理的應用措施。

【關鍵詞】電子系統；自動化設備；電磁兼容技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

引言

目前，許多國家都有比較完善的電磁兼容技術，可用于設備的保護。由于我國該技術起步較晚，尚處于研究階段，尚未得到廣泛應用，相關系統有待進一步完善。因此，最重要的是加快這項技術的研究，完善現有的技術漏洞，爭取盡快將其推廣應用。

1、電力系統自動化設備電磁兼容問題

1.1 自動化設備在運轉過程中相互干擾

一個完整的電力系統由許多多級設備組成。它需要它們同時正常工作，以支持整個系統發揮其功能，自動化設備作為系統的重要組成部分，起著重要的作用。由于設備本身抗干擾能力差，在受到電磁干擾時，可能導致設備無法繼續工作，從而使整個系統面臨癱瘓的危險。同時，電磁干擾仍然普遍存在，除了外部干擾外，設備內部有時也會發生這種情況，所以如果我們不采取適當的措施，這種干擾是很難避免的。目前，我國科學技術不斷發展，在這方面取得了一定的進展，設備的干擾可以大大降低，但仍不能達到預期的標準。電力系統運行中仍存在較大的風險，需要進一步加大風險防范力度。電磁兼容技術的作用可以使設備的抗干擾能力達到要求標準，但目前我國在這方面還沒有取得很大的進展，盡管已經有大量的資源被利用。這就要求我們認真思考，總結造成這種情況的原因，并加以解決。

1.2 電磁兼容技術在自動化設備應用中的特殊性

電力系統的總體結構比較復雜，包含大量的電路以支持其正常運行，整個過程由計算機控制。在整個系統能夠運行的前提下，會有大量的內部元件，如二極管、數模轉換器等。這些部件同時起作用，也會影響其他運行設備，并會被設置成造成干擾，從而在系統運行中造成一些問題，脈沖干擾是設備運行中最重要的影響因素。主要原因是現有的計算機在信息傳輸過程中會產生信號，一旦這些信號接觸到脈沖，就會被中斷，進而影響系統的正常運行。這也需要采取相應的隔離措施，以免發生這種相互干擾。

1.3 電源對系統造成的影響

電子系統的總體結構比較復雜，需要大量的設備來維持運行，其內部運行狀態容易受到影響。一般來說，電源在正常工作條件下會產生一定的干擾，電源對系統的影響主要來自兩個方面。一種是系統中起傳輸作用的信號無序現象，另一種是各種信號的相互干擾。信號的影響在系統的正常運行中會引起很大的問題，因為信號的主要功能是為每個設備發送命令。如果信號受到干擾，大量設備無法按標準工作，將使系統面臨降低運行效率甚至癱瘓的風險。當然，電源的影響也與所用電源的性質有關。如果能正確使用電源，也能有效地減少對信號的干擾。

2、電磁兼容技術應用分析

電力系統自動化設備體系組成較為復雜，一般情況下有微型計算機系統、D/A 轉換電路、A/D 轉換電路、電源回路、外圍驅動電路、外圍電路和通信電路等組部件。在進行電磁兼容技術的應用時，要以上三個階段入手，即屏蔽干擾源頭、減小耦合和提升抗干擾能力。目前我國主要有以下幾種電磁兼容技術。（1）頻率設計技術；頻率設計技術主要是解決頻率兼容問題，是一項較為復雜的技術。在微型計算機控制系統中應用該技術，能夠保障頻率特性要求。在設計過程中要通過電平核實、最高工作頻率和降頻和諧波分類技術來實現。（2）接地技術；接地技術可分為兩類，一是電源內阻分析技術，一是接地點和地線設計技術。前者是將電源運行情況進行分析，找到其中最大供電時間段，然后做好阻擋準備。后者接地點和地線的分析設計，是通過提升頻率，起到隔離效果，也就是高低頻率系統分開，強弱功率系統分開。（3）電源技術；電源技術一方面是對電源進行優化設計，比如優化電源兼容性和對容性電流的吸收能力，再比如豐富系統電源種類，包括整流電源、供電方式等等。

3、提升電力系統自動化設備中電磁兼容技術應用水平的措施

3.1隔離處理相互干擾線路

干擾線的隔離和處理可以有效地減少自動化設備運行中線路間的電磁感應干擾，從而提高自動化設備運行的安全性和可靠性，提高自動化設備運行的效率和質量。隔離和處理干擾線的設備應與干擾線緊密相連，隔離設備的系統和功能應與需要隔離干擾的自動化設備同步更新，以保證隔離技術與自動化設備線路產生的電磁干擾同步，提高隔離處理效果。隔離干擾技術主要是對線路周圍的磁場進行隔離，可以有效地減少不同線路之間的干擾，可以用隔離元件直接將干擾線與其他線路分開，盡量不讓其他線路與干擾線平行排列。對于一些脈沖較大的線路，應盡量選擇損耗較小、功率較小的元件，隔離干擾線，以減少元件本身造成的干擾。

3.2采用合理的屏蔽技術

我國電力系統自動化設備中廣泛采用的屏蔽技術有電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種。電場屏蔽包括靜電屏蔽和交變磁場屏蔽；磁場屏蔽包括靜電屏蔽和交變磁場屏蔽；電磁場屏蔽主要是屏蔽自動化設備運行中產生的電磁感應現象，不同的自動化設備有不同的頻率，產生不同的電磁干擾。在實際應用中，應根據設備的實際情況選擇合理的屏蔽技術，如果產生低頻磁場的設備主要由低頻和磁場組成，則其產生低頻磁場的特點是吸收和發射損耗。根據這一特點，應選擇與其頻率和損耗相適應的磁場屏蔽技術。如果屏蔽規格過高，不僅會浪費資源，還會影響自動化設備的正常運行。

3.3提升接地技術

從各種電子設備的運行情況來看，實施接地技術是非常重要的，信號接地可分為多種類型，接地技術的應用也是保證自動化設備安全運行、減少電磁干擾的重要保證。不斷提高接地技術水平，有效控制設備的接地電壓，并將其控制在一定范圍內。如果自動化設備在高壓下運行，除了限制電壓外，接地技術還可以促進電網保護裝置的改進，增強電網的保護功能。

4、電磁兼容技術的發展

電磁兼容技術在我國電力系統自動化設備中的應用起步較晚，與發達國家相比仍存在許多不足。目前，我國電磁兼容技術的主要發展方向是電磁環境評價、電磁干擾耦合、電磁抗擾度評價和抗干擾措施。隨著我國這些領域的深入研究，市場上出現的電磁兼容設備越來越多，電力系統自動化設備的抗干擾性能也越來越好，特別是在小型自動化設備中。然而，電磁兼容技術在我國大型電力自動化設備中的應用相對較少，抗干擾效果差，不能從根本上解決電力系統自動化設備的干擾問題。因此，今后我國電磁兼容技術的發展方向將是向大型電力系統自動化設備方向發展，致力于大型自動化電氣設備電磁兼容技術的研究，解決我國電力系統大型自動化設備電磁干擾問題。

結束語

電力系統自動化設備的電磁兼容性（EMC）非常普遍，其影響也越來越大。因此，應加強對電磁兼容技術的研究，在解決電磁兼容問題的基礎上，將理論知識與實踐經驗相結合，通過防止干擾源、減少線路耦合干擾、提高系統抗干擾能力，實現電磁兼容技術的創新，以保證系統的穩定運行。電力系統自動化設備的先進性，為我國社會經濟發展做出了貢獻。

參考文獻：

[1]陳霞.電力系統自動化設備應用電磁兼容技術初探[J].煤，2017，26（01）：47-48+57.

[2]張汝山.電力系統自動化設備的電磁兼容技術[J].科技創新與應用，2017（35）：293.

[3]邢大成.電力系統自動化設備的電磁兼容技術[J].農村電氣化，2016，（11）.

（作者單位：國網新疆電力公司電力科學研究院）