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电磁兼容技术在电力系统自动化中应用

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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:电磁兼容技术电力系统自动化设备应用

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。N(ω)=G(ω)C(ω)/I(ω)(1)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。

参考文献

[1]张志华,彭志华.关于电力系统自动化设备的电磁兼容技术研究[J].南方农机,2017,(23):182-183.

[2]郭晓敏.电磁兼容技术在电力系统自动化设备中应用的探讨[J].通信电源技术,2017,(4):238-239.

[3]都成刚,黄静.电力系统自动化设备应用与电磁兼容分析[J].当代化工研究,2017,(5):168-169.

[4]鲍晨光.电力系统自动化设备应用电磁兼容技术的探讨[J].电子世界,2017,(10):138.

[5]陈霞.电力系统自动化设备应用电磁兼容技术初探[J].煤,2017,(1):47-48.

作者:葛玉娜 葛廷利 王霞 单位:国网冀北电力有限公司技能培训中心

华北电力技术杂志责任编辑:陈老师    阅读:人次