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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:電磁兼容技術電力系統自動化設備應用
1電力系統自動化設備電磁兼容問題
電力系統設備種類繁多、工藝復雜,通常由一次系統設備和二次系統設備共同組成,因此在運行過程中存在各種類型問題,其中電磁兼容問題較為突出,具體表現方面。
1.1電路影響
電力系統自動化設備包含了大量數字電路與零件,如二極管、集成電路等電,這些電子元件與電路,既是產生電磁干擾的源頭,又是受到影響主要對象,他們相互依存,給系統穩定性帶來隱患。
1.2感染信號的差模和共模形態
電磁兼容技術受干擾問題,主要是通過三個途徑,一是電源系統,二是傳導通路,三是空間的電磁波。尤其是空間中存在著的靜電和電磁波,對一些感應靈敏的電子元器件有著較強的影響。而電源系統大電流回路,是產生電磁干擾信號的主要因素。
1.3脈沖干擾
由于在自動化設備中,微型計算機控制體系是以二進制碼進行信息傳遞和控制的,再加上數字電路主要以傳遞脈沖信號為主,因此脈沖信號會對微型計算機信息傳遞和控制帶來一定干擾。
2電磁兼容技術的應用對策
影響電磁兼容性的因素,如式(1)所示。N(ω)=G(ω)C(ω)/I(ω)(1)式中,N(ω)為干擾對系統或者設備的影響;G(ω)為干擾的強弱;C(ω)為干擾傳輸的耦合函數;I(ω)為受干擾系統或設備的抗干擾能力,即敏感度閥值。通過式(1)可以發現,解決電磁兼容問題的技術可以從三個方面入手,即切斷干擾源頭、減小耦合、提升系統的抗干擾能力。
2.1切斷干擾源頭
利用濾波設備,將電磁波等干擾因素進行移植,濾波器中的電容、電阻和電感構成了一種抑制網絡,能夠控制電磁波信號的頻率,允許符合標注的電磁波通過,其他頻率的電磁波將被過濾掉,以此達到提升干擾性能的目的。濾波器做為防止電磁干擾的重要設備,還能應用在無線電干擾當中,在無線電的輸出端和接收端安裝濾波器,能夠凈化信號,達到電磁兼容目的。濾波器的工作方式有兩種,一是過濾掉無用信號頻率,實現對無關信號的反射功能。另一種是吸收無用信號頻率。因此在使用濾波器來切斷電磁干擾源頭時,需要先了解信號源的頻率和分布情況,做到有的放矢。
2.2減小耦合
隔離法是目前實現減小耦合的最佳選擇,當某條線路出現干擾電磁場時,其他線路會因電磁耦合而受到干擾。解決這種干擾問題最簡單方式便是將干擾線路進行隔離,直接切斷線路,消除電磁耦合現象,減少干擾。隔離過程中應當注意以下幾點:第一,干擾線路和其他線路盡量避免平行排列,如果無法避免,則導線間距和直徑之比大于等于4,間距越大越好,平行階段的長度越短越好;第二,敏感線路和其他線路平行間距至少保持5cm以上;第三,高頻導線是重要干擾源頭,要對之進行檢查;第四,不少脈沖線路的功率較大,對于其他線路造成嚴重影響,形成干擾線路,因此要將功率較大的線路進行隔離處理。
2.3接地
接地是指在系統和地面之間建立起低電阻連接系統,將電子元器件零電位進行連接,根據電流不通過就不產生電壓的原理,將干擾電流引入大地,減少電流的電磁干擾,并保障人和設備安全。在系統接地操作中,主要有四種方法,即浮地、單點接地、多點接地和混合接地。
3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。
3.1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。
3.2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。
3.3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。
4結語
電力系統自動化設備的電磁兼容問題十分常見,并且影響越來越大。因此要加強電磁兼容技術研究力度,在解決電磁兼容問題的基礎上,將理論知識和實踐經驗相結合,通過阻止干擾源、減小線路耦合干擾和提升系統抗干擾能力等方式,實現電磁兼容技術的創新,保證電力系統自動化設備運行穩定,為我國社會經濟發展做出貢獻。
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作者:葛玉娜 葛廷利 王霞 單位:國網冀北電力有限公司技能培訓中心