电磁兼容技术在电力系统自动化设备中应用的探讨

李发亮

【摘 要】随着人类社会的发展，对于电力的依赖程度不断加大，因此对电力系统安全性和稳定性都提出了更高的要求，其中电力系统自动化技术为电力事业发展和社会经济繁荣奠定了坚实基础。目前，电力系统自动化设备获得了广泛的应用，电磁兼容技术也受到了越来越多地关注。本文将针对电力系统自动化设备中的电磁兼容技术进行分析，并结合相关工作案例提出合理的应用措施。

【关键词】电子系统；自动化设备；电磁兼容技术

中图分类号：TM76 文献标识码：A

引言

目前，许多国家都有比较完善的电磁兼容技术，可用于设备的保护。由于我国该技术起步较晚，尚处于研究阶段，尚未得到广泛应用，相关系统有待进一步完善。因此，最重要的是加快这项技术的研究，完善现有的技术漏洞，争取尽快将其推广应用。

1、电力系统自动化设备电磁兼容问题

1.1 自动化设备在运转过程中相互干扰

一个完整的电力系统由许多多级设备组成。它需要它们同时正常工作，以支持整个系统发挥其功能，自动化设备作为系统的重要组成部分，起着重要的作用。由于设备本身抗干扰能力差，在受到电磁干扰时，可能导致设备无法继续工作，从而使整个系统面临瘫痪的危险。同时，电磁干扰仍然普遍存在，除了外部干扰外，设备内部有时也会发生这种情况，所以如果我们不采取适当的措施，这种干扰是很难避免的。目前，我国科学技术不断发展，在这方面取得了一定的进展，设备的干扰可以大大降低，但仍不能达到预期的标准。电力系统运行中仍存在较大的风险，需要进一步加大风险防范力度。电磁兼容技术的作用可以使设备的抗干扰能力达到要求标准，但目前我国在这方面还没有取得很大的进展，尽管已经有大量的资源被利用。这就要求我们认真思考，总结造成这种情况的原因，并加以解决。

1.2 电磁兼容技术在自动化设备应用中的特殊性

电力系统的总体结构比较复杂，包含大量的电路以支持其正常运行，整个过程由计算机控制。在整个系统能够运行的前提下，会有大量的内部元件，如二极管、数模转换器等。这些部件同时起作用，也会影响其他运行设备，并会被设置成造成干扰，从而在系统运行中造成一些问题，脉冲干扰是设备运行中最重要的影响因素。主要原因是现有的计算机在信息传输过程中会产生信号，一旦这些信号接触到脉冲，就会被中断，进而影响系统的正常运行。这也需要采取相应的隔离措施，以免发生这种相互干扰。

1.3 电源对系统造成的影响

電子系统的总体结构比较复杂，需要大量的设备来维持运行，其内部运行状态容易受到影响。一般来说，电源在正常工作条件下会产生一定的干扰，电源对系统的影响主要来自两个方面。一种是系统中起传输作用的信号无序现象，另一种是各种信号的相互干扰。信号的影响在系统的正常运行中会引起很大的问题，因为信号的主要功能是为每个设备发送命令。如果信号受到干扰，大量设备无法按标准工作，将使系统面临降低运行效率甚至瘫痪的风险。当然，电源的影响也与所用电源的性质有关。如果能正确使用电源，也能有效地减少对信号的干扰。

2、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。（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。（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）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。

3、提升电力系统自动化设备中电磁兼容技术应用水平的措施

3.1隔离处理相互干扰线路

干扰线的隔离和处理可以有效地减少自动化设备运行中线路间的电磁感应干扰，从而提高自动化设备运行的安全性和可靠性，提高自动化设备运行的效率和质量。隔离和处理干扰线的设备应与干扰线紧密相连，隔离设备的系统和功能应与需要隔离干扰的自动化设备同步更新，以保证隔离技术与自动化设备线路产生的电磁干扰同步，提高隔离处理效果。隔离干扰技术主要是对线路周围的磁场进行隔离，可以有效地减少不同线路之间的干扰，可以用隔离元件直接将干扰线与其他线路分开，尽量不让其他线路与干扰线平行排列。对于一些脉冲较大的线路，应尽量选择损耗较小、功率较小的元件，隔离干扰线，以减少元件本身造成的干扰。

3.2采用合理的屏蔽技术

我国电力系统自动化设备中广泛采用的屏蔽技术有电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。电场屏蔽包括静电屏蔽和交变磁场屏蔽；磁场屏蔽包括静电屏蔽和交变磁场屏蔽；电磁场屏蔽主要是屏蔽自动化设备运行中产生的电磁感应现象，不同的自动化设备有不同的频率，产生不同的电磁干扰。在实际应用中，应根据设备的实际情况选择合理的屏蔽技术，如果产生低频磁场的设备主要由低频和磁场组成，则其产生低频磁场的特点是吸收和发射损耗。根据这一特点，应选择与其频率和损耗相适应的磁场屏蔽技术。如果屏蔽规格过高，不仅会浪费资源，还会影响自动化设备的正常运行。

3.3提升接地技术

从各种电子设备的运行情况来看，实施接地技术是非常重要的，信号接地可分为多种类型，接地技术的应用也是保证自动化设备安全运行、减少电磁干扰的重要保证。不断提高接地技术水平，有效控制设备的接地电压，并将其控制在一定范围内。如果自动化设备在高压下运行，除了限制电压外，接地技术还可以促进电网保护装置的改进，增强电网的保护功能。

4、电磁兼容技术的发展

电磁兼容技术在我国电力系统自动化设备中的应用起步较晚，与发达国家相比仍存在许多不足。目前，我国电磁兼容技术的主要发展方向是电磁环境评价、电磁干扰耦合、电磁抗扰度评价和抗干扰措施。随着我国这些领域的深入研究，市场上出现的电磁兼容设备越来越多，电力系统自动化设备的抗干扰性能也越来越好，特别是在小型自动化设备中。然而，电磁兼容技术在我国大型电力自动化设备中的应用相对较少，抗干扰效果差，不能从根本上解决电力系统自动化设备的干扰问题。因此，今后我国电磁兼容技术的发展方向将是向大型电力系统自动化设备方向发展，致力于大型自动化电气设备电磁兼容技术的研究，解决我国电力系统大型自动化设备电磁干扰问题。

结束语

电力系统自动化设备的电磁兼容性（EMC）非常普遍，其影响也越来越大。因此，应加强对电磁兼容技术的研究，在解决电磁兼容问题的基础上，将理论知识与实践经验相结合，通过防止干扰源、减少线路耦合干扰、提高系统抗干扰能力，实现电磁兼容技术的创新，以保证系统的稳定运行。电力系统自动化设备的先进性，为我国社会经济发展做出了贡献。

参考文献：

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[2]张汝山.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].科技创新与应用，2017（35）：293.

[3]邢大成.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].农村电气化，2016，（11）.

（作者单位：国网新疆电力公司电力科学研究院）