(国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830000)
摘要:随着电力系统自动化设备的迅猛发展和在电力系统的广泛应用,电力系统自动化设备的电磁兼容问题显得越来越突出。特别是电力系统继电保护、通信、控制和测量领域中应用的计算机系统(包括单片机系统)电磁兼容问题更为突出。电力系统中微机型产品的应用愈来愈广泛,并已成为电力系统自动化控制类产品的发展方向。但是电力系统是一个非常复杂的系统,其电磁环境亦非常恶劣,以微处理器为核心的微机型产品很容易受到这些电磁干扰而导致误动、拒动、数据丢失或死机等故障,给电力系统的安全经济运行带来非常严重的事故隐患。因此,在这里针对电力系统中的电磁兼容问题作一讨论很有必要。
关键词:电力自动化;电磁兼容
1电磁兼容的意义和内容
电磁兼容技术(ElectromagneticCompatibility简称EMC)是以解决实践中的电磁干扰而出现并发展起来的一门新兴学科。从广义来说,电磁兼容要研究和解决的问题是电气、电子设备及系统以及人类或动植物在一个共同的电磁环境中的共存问题。它既包括电气、电子设备之问的相互干扰,也包括电磁环境对人和其他动植物的生理效应,核爆炸电磁脉冲的影响等。对于电气和电子设备来说,电磁兼容是指设备或系统在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能,它们本身所发射的电磁能量也不影响其他设备或系统的正常工作,从而达到互不干扰,在共同的电磁环境下一起执行各自功能的共存状态。因此,电磁兼容包括抗干扰(设备或系统抵抗电磁干扰的能力)和电磁发射控制(设备或系统发射的电磁能量的控制)两个方面。
2电力系统自动化设备中电磁兼容技术的发展现状
2.1电磁兼容技术对电力系统自动化设备的有利作用
电磁兼容技术是伴随着电子技术和电子设备的出现而逐渐发展起来的。凡是有电子技术的领域都会有电子干扰,凡是有电子设备的地方都存在电磁干扰现象。而电磁兼容技术的研究对象就是电磁干扰。电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术,电力系统自动化设备中的电路之间的相互干扰,外界电磁干扰正是电磁兼容技术需要解决的问题。研究电磁兼容技术对于提高电力系统自动化设备水平利用效率具有重要作用。电磁兼容技术水平的提高有利于减轻电磁波对电子系统自动化设备的干扰,提高设备运行的准确度。电磁兼容技术可以有效防止电子系统自动化设备对外界干扰过度敏感这一问题。电力自动化设备越来越复杂,特别是电力设备中电路混合情况越来越多,电路的工作频率越来越高,电磁干扰现象严重。电磁兼容技术人员通过设计技术,缩短产品开发周期,有利于保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染。电磁兼容指标已经成为一种法定性的指标,是电力设备应用前必须达到的一个硬性指标之一。其对于电力系统自动化设备的有利作用是显而易见的。
2.2电力系统自动化设备电磁兼容问题
电磁兼容技术是一门发展迅速的交叉科学,其理论几乎涉及到所有用电领域。在当今信息社会下,电力系统自动化设备的迅速发展对电磁兼容技术提出了更高的要求。电力系统自动化设备与电磁技术兼容,电子设备越是现代化,其造成的电磁环境就越是复杂;相对而言,复杂的电磁环境对电子系统自动化设备又提出了更高的要求。电磁兼容技术作为一种新兴学科,其领域内的理论研究,特性测量和产品开发需要投入高科技的人才和技术资金,其理论研究是一个长期过程,所以电力系统自动化设备中电磁兼容技术的理论研究成功和理论成果应用是一件耗时耗力的事。目前国内电力系统中电磁兼容技术的研究和利用正处于一种高投入,低产出的不良状态。究其原因,市场需求量少,技术更新慢。在国外,电力系统自动化设备中电磁兼容技术主要是由一些国立研究机构,知名大学以及研究所承担,电磁兼容技术理论成果更新快,技术应用快,资金以及人才跟的上技术研究步伐。因此我国国内在自行进行电力系统自动化设备中电磁兼容技术研究的同时,应当放眼世界,在借鉴和创新上加倍努力。
3电磁兼容技术的现实应用
3.1通过滤波来降低电磁干扰问题的影响
对电磁干扰进行有效的防止和抑制必须借助滤波技术的应用,该技术主要是通过滤波器把信号里相应波段的频率进行滤除来达到减少电磁干扰的目的。详细而言,滤波器不但能够阻止无用信号的通过,而且还可以滤除这部分的信号。通过滤波器来降低电磁干扰问题的影响,必须高度关注和重视的问题包括:设计者必须全面、充分的掌握干扰源的分布、干扰信号的幅值和频谱等信息,要求设计者必须对相关数据进行科学、实际的检测,只有这样,才能选择到最为合适的滤波器,提高设计的针对性和目的性,从而达到理想的效果。
3.2利用隔离电路来降低电磁干扰问题的影响
当前,电磁兼容领域会大量的通过隔离电磁干扰线路来实现避免电磁干扰影响的目的。处于运行状态的电路会制造出磁场,同理,干扰线路所产生的相应的干扰电磁场会严重影响电路的正常运行,产生诸多的负面效应,如电力的大量浪费、电能传输的严重阻碍等,不利于电力系统持续、健康和稳定的运行。所以,必须合理、有效的隔离相应的干扰线路及其形成的干扰电磁场。由于电力系统中大量的自动化设备在运行状态下会形成相应的干扰脉冲,影响网内其他设备的健康运行。出于对该因素的考虑,必须通过专业的元件来充分、有效的隔离这些强脉冲、高频率和大功率的设备,以便其他设备能够始终处于正常的运行状态,降低或规避干扰设备对于正常设备的影响和负面阻碍,提高电力系统自动化设备的健康度。
3.3通过接地技术来杜绝电磁干扰问题的影响
受传统观念的影响,大部分人对线路接地的认识还停留在确保用电安全的水平之上。实际上,除此之外,线路接地技术在电磁兼容领域也得到了充分和大量的应用。通过线路接地技术的科学应用,能有效的把干扰信号源利用接地线路传递到地下,从而有效规避或者降低干扰信号源所产生的负面影响,确保自动化设备持续、健康和稳定的运行。第一,传输电能的环节中,电能会由于设备和线路的干扰,而面临大电阻的情况,进而受到电磁场的影响,一旦出现强磁场,就会对电能的利用效率以及传输效率造成严重的影响,特别是处于短路情况下时,对自动化设备的正常运作所造成的影响就更加明显。因此,必须科学地利用接地技术,来提高整个电路的完整度和健康度,降低系统整体电阻数值,进而实现降低磁场影响的目的,最终达到增强电能利用率及传输率的目的。通过接地技术还能够对接地电压进行有效的控制,有效的将其控制在合理的水平之内。具体来说,是对接地导线上的电力进行有效的控制,来实现将干扰电流向地下传输的目的,进而降低对正常运行状态下自动化设备的干扰和负面影响,最终实现增强电能利用效率的目的。
结语:
随着电力系统自动化设备的快速发展和广泛应用,对电磁兼容技术的要求也越来越高。加强电力系统自动化设备中电磁兼容理论研究,推广现有的,成熟的电磁兼容技术,研究电磁兼容新问题,新方向对于电力系统自动化设备意义重大。我国本身在电磁兼容技术方面起步就比较晚,更应当在新形势下抓住有利机会迎头赶上。
参考文献:
[1]丁道齐.要正视和研究电力线通信技术发展中的关键问题[J].电力系统通信,2010(4).
[2]吴东海,李渝榆.通信装备电磁兼容性工作现状和对策[J].安全与电磁兼容,2014(5).
[3]李华.微机型继电器保护装置软硬件技术探讨[J].电力建设,2012,22(15):144-147.
[4]王庆斌,刘萍,尤利文,等.电磁干扰与电磁兼容技术[J].北京机械工业出版社,1999.28(22):185~190.