电磁兼容技术在电力系统自动化设备中应用的探讨

葛玉娜 葛廷利 王 霞

（国网冀北电力有限公司技能培训中心 保定电力职业技术学院，保定 071000）

1 电力系统自动化设备电磁兼容问题

电力系统设备种类繁多、工艺复杂，通常由一次系统设备和二次系统设备共同组成，因此在运行过程中存在各种类型问题，其中电磁兼容问题较为突出，具体表现方面。

1.1 电路影响

电力系统自动化设备包含了大量数字电路与零件，如二极管、集成电路等电，这些电子元件与电路，既是产生电磁干扰的源头，又是受到影响主要对象，他们相互依存，给系统稳定性带来隐患。

1.2 感染信号的差模和共模形态

电磁兼容技术受干扰问题，主要是通过三个途径，一是电源系统，二是传导通路，三是空间的电磁波。尤其是空间中存在着的静电和电磁波，对一些感应灵敏的电子元器件有着较强的影响。而电源系统大电流回路，是产生电磁干扰信号的主要因素。

1.3 脉冲干扰

由于在自动化设备中，微型计算机控制体系是以二进制码进行信息传递和控制的，再加上数字电路主要以传递脉冲信号为主，因此脉冲信号会对微型计算机信息传递和控制带来一定干扰。

2 电磁兼容技术的应用对策

影响电磁兼容性的因素，如式（1）所示。

式中，N（ω）为干扰对系统或者设备的影响；G（ω）为干扰的强弱；C（ω）为干扰传输的耦合函数；I（ω）为受干扰系统或设备的抗干扰能力，即敏感度阀值。

通过式（1）可以发现，解决电磁兼容问题的技术可以从三个方面入手，即切断干扰源头、减小耦合、提升系统的抗干扰能力。

2.1 切断干扰源头

利用滤波设备，将电磁波等干扰因素进行移植，滤波器中的电容、电阻和电感构成了一种抑制网络，能够控制电磁波信号的频率，允许符合标注的电磁波通过，其他频率的电磁波将被过滤掉，以此达到提升干扰性能的目的。滤波器做为防止电磁干扰的重要设备，还能应用在无线电干扰当中，在无线电的输出端和接收端安装滤波器，能够净化信号，达到电磁兼容目的。

滤波器的工作方式有两种，一是过滤掉无用信号频率，实现对无关信号的反射功能。另一种是吸收无用信号频率。因此在使用滤波器来切断电磁干扰源头时，需要先了解信号源的频率和分布情况，做到有的放矢。

2.2 减小耦合

隔离法是目前实现减小耦合的最佳选择，当某条线路出现干扰电磁场时，其他线路会因电磁耦合而受到干扰。解决这种干扰问题最简单方式便是将干扰线路进行隔离，直接切断线路，消除电磁耦合现象，减少干扰。隔离过程中应当注意以下几点：

第一，干扰线路和其他线路尽量避免平行排列，如果无法避免，则导线间距和直径之比大于等于4，间距越大越好，平行阶段的长度越短越好；第二，敏感线路和其他线路平行间距至少保持5cm以上；第三，高频导线是重要干扰源头，要对之进行检查；第四，不少脉冲线路的功率较大，对于其他线路造成严重影响，形成干扰线路，因此要将功率较大的线路进行隔离处理。

2.3 接地

接地是指在系统和地面之间建立起低电阻连接系统，将电子元器件零电位进行连接，根据电流不通过就不产生电压的原理，将干扰电流引入大地，减少电流的电磁干扰，并保障人和设备安全。在系统接地操作中，主要有四种方法，即浮地、单点接地、多点接地和混合接地。

3 电磁兼容技术应用分析

电力系统自动化设备体系组成较为复杂，一般情况下有微型计算机系统、D/A转换电路、A/D转换电路、电源回路、外围驱动电路、外围电路和通信电路等组部件。在进行电磁兼容技术的应用时，要以上三个阶段入手，即屏蔽干扰源头、减小耦合和提升抗干扰能力。目前我国主要有以下几种电磁兼容技术。

3.1 频率设计技术

频率设计技术主要是解决频率兼容问题，是一项较为复杂的技术。在微型计算机控制系统中应用该技术，能够保障频率特性要求。在设计过程中要通过电平核实、最高工作频率和降频和谐波分类技术来实现。

3.2 接地技术

接地技术可分为两类，一是电源内阻分析技术，一是接地点和地线设计技术。前者是将电源运行情况进行分析，找到其中最大供电时间段，然后做好阻挡准备。后者接地点和地线的分析设计，是通过提升频率，起到隔离效果，也就是高低频率系统分开，强弱功率系统分开。

3.3 电源技术

电源技术一方面是对电源进行优化设计，比如优化电源兼容性和对容性电流的吸收能力，再比如丰富系统电源种类，包括整流电源、供电方式等等。

4 结语

电力系统自动化设备的电磁兼容问题十分常见，并且影响越来越大。因此要加强电磁兼容技术研究力度，在解决电磁兼容问题的基础上，将理论知识和实践经验相结合，通过阻止干扰源、减小线路耦合干扰和提升系统抗干扰能力等方式，实现电磁兼容技术的创新，保证电力系统自动化设备运行稳定，为我国社会经济发展做出贡献。