變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電磁兼容及應(yīng)對(duì)措施探討

李林

摘 要 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是處在強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的環(huán)境中的系統(tǒng)設(shè)備。其內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為弱電系統(tǒng)，而其工作環(huán)境是處在強(qiáng)電環(huán)境中，很容易受到電磁干擾，對(duì)正常工作造成不良影響。那如何能將這種不穩(wěn)定進(jìn)行消除或者是抑制其對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的干擾，都是在安裝中需要格外注意的。很有必要從前期施工安裝過(guò)程中就減少這種干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，保障綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；電磁兼容；電磁干擾

最近幾年來(lái)，有關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化的電磁兼容等問(wèn)題已經(jīng)被多次提出。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中，重點(diǎn)的問(wèn)題也逐漸變成了抗電磁干擾的問(wèn)題。針對(duì)電磁兼容問(wèn)題，在文章中提出了一些抗干擾的措施以及手段。

1 問(wèn)題的提出

在本次研究過(guò)程中對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)未改造變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)存在一定問(wèn)題，而組成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括：自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及通信等功能，具有結(jié)構(gòu)微機(jī)化、運(yùn)算管理智能化、操作監(jiān)視屏幕化以及功能綜合化等優(yōu)點(diǎn)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造保證了裝置的長(zhǎng)期周轉(zhuǎn)運(yùn)營(yíng)可靠性，并且其經(jīng)濟(jì)性以及企業(yè)效益方面均有良好的表現(xiàn)[1]。

2 電磁兼容

2.1 電磁兼容可能產(chǎn)生的后果

關(guān)于電磁兼容，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)裝置在有電磁干擾的環(huán)境下可以維持自己正常的工作能力。在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)工作環(huán)境中一直有電磁干擾的存在，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)往往會(huì)因?yàn)殡姶鸥蓴_的存在產(chǎn)生消極反應(yīng)。首先，電源回路會(huì)受到干擾。通常情況下來(lái)講，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備的工作電源有兩類：一是交流電源；二是直流電源。采用交流電源供電，電源一般取自站用變壓器，從站用變壓器到自動(dòng)化裝置的引線很長(zhǎng)，電網(wǎng)的沖擊電壓和頻率的波動(dòng)都會(huì)直接的影響到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。通過(guò)直流電源進(jìn)行供電的方式中，電源通常取自站內(nèi)直流屏，直流屏的電源雖來(lái)自站用變壓器，但通過(guò)電力電子技術(shù)濾波、整流的處理，電網(wǎng)波動(dòng)造成的影響比交流電源供電方式要小很多。其次就是對(duì)模擬量輸入通道造成的干擾后果。

2.2 抗電磁干擾采取的措施

（1）屏蔽措施和減少?gòu)?qiáng)電回路的感應(yīng)耦合。首先，在對(duì)一次設(shè)備與二次自動(dòng)化系統(tǒng)的輸入輸出連接時(shí)，可采用自帶的金屬屏蔽層的控制電纜，這樣對(duì)磁場(chǎng)耦合以及電場(chǎng)耦合有明顯的削弱的作用。其次就是在微機(jī)保護(hù)裝置或綜合自動(dòng)化裝置的測(cè)量用互感器的一次和二次繞組之間設(shè)立屏蔽層，這樣可以起屏蔽作用，有助于防止高頻信號(hào)的干擾。再者就是能夠在安裝的過(guò)程中將控制電纜進(jìn)行科學(xué)布局，使其遠(yuǎn)離高壓母線以及減少平行長(zhǎng)度，進(jìn)而減少?gòu)?qiáng)電回路長(zhǎng)生的電磁耦合。最后，在施工中要注意將電壓電流互感器二次回路引至自動(dòng)化裝置時(shí)，盡量靠近接地體，從而減少進(jìn)入互感器二次回路的高頻瞬變漏磁通。

（2）接地和減少共阻抗耦合。接地是變電站中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)抑制電磁干擾的主要方法，是解決變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備電氣兼容的重要措施之一。一次系統(tǒng)接地，主要分為保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地以及工作接地。二次系統(tǒng)接地，主要有安全接地和工作接地。采取合理的接地方式，可以盡量將一次系統(tǒng)中的高頻瞬變電壓的幅值減少，保證人身和設(shè)備的安全，防止地環(huán)流等等。比如在施工過(guò)程中，將設(shè)備的接地線接在地網(wǎng)交叉密集處，尤其在避雷裝置接地點(diǎn)采用多根接地線以加密接地網(wǎng)。

（3）隔離措施。變電站中電磁兼容問(wèn)題中通常將隔離措施配合接地措施來(lái)減少電磁干擾。二次系統(tǒng)采納良好的隔離接地措施可以很大程度上減少電磁干擾的侵入。針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化的系統(tǒng)中模擬量輸入通道和開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道這兩類有明顯影響的電磁干擾侵入點(diǎn)，有不同的隔離措施。對(duì)于模擬量輸入通道，通常在交流輸入回路中采用隔離變壓器的方式，提高系統(tǒng)的抗干擾能力；對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道，通常采用光電隔離和繼電器隔離的方式進(jìn)行輸入輸出。這兩種隔離方式都可以在一定程度上對(duì)干擾進(jìn)行隔離，起到對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的保護(hù)作用[2]。

3 實(shí)例

自動(dòng)化裝置電源回路是電磁污染最嚴(yán)重的部分，所以在電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于同一試驗(yàn)等級(jí)，電源回路的試驗(yàn)電壓比其他回路高一倍，例如采用3級(jí)試驗(yàn)等級(jí)的EFT（Electrical Fast Transient）試驗(yàn)，電源回路的試驗(yàn)電壓為 2kV，而其他回路為 1kV。由此可以推斷，電源回路必須采用比其他回路更嚴(yán)密的抗電磁干擾措施。對(duì)于自動(dòng)化裝置電源的抗干擾，可采取如下措施：

（1）在電源的輸入側(cè)安裝電源濾波器，可以濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。在加裝濾波器時(shí)有兩個(gè)問(wèn)題需要注意：一是選用合適類型的濾波器，不同類型的電源選擇的濾波器也不同，如線性穩(wěn)壓電源濾波器、開(kāi)關(guān)電源濾波器等。二是必須在電源進(jìn)線的最前端放置濾波器，使濾波器之前的電源進(jìn)線盡可能短，以盡量避免電磁干擾通過(guò)這段進(jìn)線竄入裝置內(nèi)對(duì)電路其他部分產(chǎn)生影響。

（2）安裝隔離變壓器。在微機(jī)電源的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，由隔離變壓器的輸出端直接向自動(dòng)化裝置供電，隔離變壓器的變比可以取1∶1，用以隔離來(lái)自電網(wǎng)或站用變壓器的干擾。

（3）采用不間斷電源UPS。若自動(dòng)化裝置采用交流供電，裝在直流屏上的UPS可以站用變壓器的交流經(jīng)過(guò)整流再逆變成裝置所需的交流，很好地將一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)進(jìn)行隔離。若自動(dòng)化裝置采用直流供電，則可直接通過(guò)UPS裝置的直流輸出端進(jìn)行供電。通過(guò)UPS向自動(dòng)化系統(tǒng)供電可有效地抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾。同時(shí)，當(dāng)站用變壓器停電的情況時(shí)，UPS還可以持續(xù)供電，保證設(shè)備的安全連續(xù)運(yùn)行[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，上文中所提到的抗干擾措施都是經(jīng)常采用并且工程上證明很有效的辦法，可以通過(guò)采取這些措施減少電磁干擾，提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電磁兼容性能。根據(jù)不同的工程實(shí)際情況以及不同的干擾環(huán)境，有選擇性的采用上述的抗干擾措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 牧騎樂(lè).變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的問(wèn)題淺析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013，（21）：140-141.

[2] 盧國(guó)良.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的抗電磁干擾[J].科技資訊，2013，（13）：78.

[3] 劉勇.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)干擾問(wèn)題分析及解決措施[J].信息通信，2012，（01）：200.