變電站綜合自動化系統(tǒng)的電磁兼容及應(yīng)對措施探討

李林

摘 要 變電站綜合自動化系統(tǒng)是處在強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的環(huán)境中的系統(tǒng)設(shè)備。其內(nèi)部各個子系統(tǒng)都為弱電系統(tǒng)，而其工作環(huán)境是處在強(qiáng)電環(huán)境中，很容易受到電磁干擾，對正常工作造成不良影響。那如何能將這種不穩(wěn)定進(jìn)行消除或者是抑制其對綜合自動化系統(tǒng)的干擾，都是在安裝中需要格外注意的。很有必要從前期施工安裝過程中就減少這種干擾對系統(tǒng)的影響，保障綜合自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 綜合自動化系統(tǒng)；電磁兼容；電磁干擾

最近幾年來，有關(guān)于變電站綜合自動化的電磁兼容等問題已經(jīng)被多次提出。變電站綜合自動化系統(tǒng)在發(fā)展過程中，重點(diǎn)的問題也逐漸變成了抗電磁干擾的問題。針對電磁兼容問題，在文章中提出了一些抗干擾的措施以及手段。

1 問題的提出

在本次研究過程中對變電站綜合自動化系統(tǒng)的電磁兼容問題進(jìn)行詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)未改造變電站的自動化系統(tǒng)存在一定問題，而組成綜合自動化系統(tǒng)主要包括：自動監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)以及通信等功能，具有結(jié)構(gòu)微機(jī)化、運(yùn)算管理智能化、操作監(jiān)視屏幕化以及功能綜合化等優(yōu)點(diǎn)。綜合自動化系統(tǒng)升級改造保證了裝置的長期周轉(zhuǎn)運(yùn)營可靠性，并且其經(jīng)濟(jì)性以及企業(yè)效益方面均有良好的表現(xiàn)[1]。

2 電磁兼容

2.1 電磁兼容可能產(chǎn)生的后果

關(guān)于電磁兼容，簡單來說就是一個裝置在有電磁干擾的環(huán)境下可以維持自己正常的工作能力。在綜合自動化系統(tǒng)工作環(huán)境中一直有電磁干擾的存在，綜合自動化系統(tǒng)往往會因為電磁干擾的存在產(chǎn)生消極反應(yīng)。首先，電源回路會受到干擾。通常情況下來講，變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)備的工作電源有兩類：一是交流電源；二是直流電源。采用交流電源供電，電源一般取自站用變壓器，從站用變壓器到自動化裝置的引線很長，電網(wǎng)的沖擊電壓和頻率的波動都會直接的影響到綜合自動化系統(tǒng)的安全性和可靠性。通過直流電源進(jìn)行供電的方式中，電源通常取自站內(nèi)直流屏，直流屏的電源雖來自站用變壓器，但通過電力電子技術(shù)濾波、整流的處理，電網(wǎng)波動造成的影響比交流電源供電方式要小很多。其次就是對模擬量輸入通道造成的干擾后果。

2.2 抗電磁干擾采取的措施

（1）屏蔽措施和減少強(qiáng)電回路的感應(yīng)耦合。首先，在對一次設(shè)備與二次自動化系統(tǒng)的輸入輸出連接時，可采用自帶的金屬屏蔽層的控制電纜，這樣對磁場耦合以及電場耦合有明顯的削弱的作用。其次就是在微機(jī)保護(hù)裝置或綜合自動化裝置的測量用互感器的一次和二次繞組之間設(shè)立屏蔽層，這樣可以起屏蔽作用，有助于防止高頻信號的干擾。再者就是能夠在安裝的過程中將控制電纜進(jìn)行科學(xué)布局，使其遠(yuǎn)離高壓母線以及減少平行長度，進(jìn)而減少強(qiáng)電回路長生的電磁耦合。最后，在施工中要注意將電壓電流互感器二次回路引至自動化裝置時，盡量靠近接地體，從而減少進(jìn)入互感器二次回路的高頻瞬變漏磁通。

（2）接地和減少共阻抗耦合。接地是變電站中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)抑制電磁干擾的主要方法，是解決變電站綜合自動化設(shè)備電氣兼容的重要措施之一。一次系統(tǒng)接地，主要分為保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地以及工作接地。二次系統(tǒng)接地，主要有安全接地和工作接地。采取合理的接地方式，可以盡量將一次系統(tǒng)中的高頻瞬變電壓的幅值減少，保證人身和設(shè)備的安全，防止地環(huán)流等等。比如在施工過程中，將設(shè)備的接地線接在地網(wǎng)交叉密集處，尤其在避雷裝置接地點(diǎn)采用多根接地線以加密接地網(wǎng)。

（3）隔離措施。變電站中電磁兼容問題中通常將隔離措施配合接地措施來減少電磁干擾。二次系統(tǒng)采納良好的隔離接地措施可以很大程度上減少電磁干擾的侵入。針對變電站綜合自動化的系統(tǒng)中模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入輸出通道這兩類有明顯影響的電磁干擾侵入點(diǎn)，有不同的隔離措施。對于模擬量輸入通道，通常在交流輸入回路中采用隔離變壓器的方式，提高系統(tǒng)的抗干擾能力；對于開關(guān)量輸入輸出通道，通常采用光電隔離和繼電器隔離的方式進(jìn)行輸入輸出。這兩種隔離方式都可以在一定程度上對干擾進(jìn)行隔離，起到對變電站綜合自動化系統(tǒng)的保護(hù)作用[2]。

3 實例

自動化裝置電源回路是電磁污染最嚴(yán)重的部分，所以在電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中，對于同一試驗等級，電源回路的試驗電壓比其他回路高一倍，例如采用3級試驗等級的EFT（Electrical Fast Transient）試驗，電源回路的試驗電壓為 2kV，而其他回路為 1kV。由此可以推斷，電源回路必須采用比其他回路更嚴(yán)密的抗電磁干擾措施。對于自動化裝置電源的抗干擾，可采取如下措施：

（1）在電源的輸入側(cè)安裝電源濾波器，可以濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。在加裝濾波器時有兩個問題需要注意：一是選用合適類型的濾波器，不同類型的電源選擇的濾波器也不同，如線性穩(wěn)壓電源濾波器、開關(guān)電源濾波器等。二是必須在電源進(jìn)線的最前端放置濾波器，使濾波器之前的電源進(jìn)線盡可能短，以盡量避免電磁干擾通過這段進(jìn)線竄入裝置內(nèi)對電路其他部分產(chǎn)生影響。

（2）安裝隔離變壓器。在微機(jī)電源的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，由隔離變壓器的輸出端直接向自動化裝置供電，隔離變壓器的變比可以取1∶1，用以隔離來自電網(wǎng)或站用變壓器的干擾。

（3）采用不間斷電源UPS。若自動化裝置采用交流供電，裝在直流屏上的UPS可以站用變壓器的交流經(jīng)過整流再逆變成裝置所需的交流，很好地將一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)進(jìn)行隔離。若自動化裝置采用直流供電，則可直接通過UPS裝置的直流輸出端進(jìn)行供電。通過UPS向自動化系統(tǒng)供電可有效地抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾。同時，當(dāng)站用變壓器停電的情況時，UPS還可以持續(xù)供電，保證設(shè)備的安全連續(xù)運(yùn)行[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，上文中所提到的抗干擾措施都是經(jīng)常采用并且工程上證明很有效的辦法，可以通過采取這些措施減少電磁干擾，提高綜合自動化系統(tǒng)的電磁兼容性能。根據(jù)不同的工程實際情況以及不同的干擾環(huán)境，有選擇性的采用上述的抗干擾措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 牧騎樂.變電站綜合自動化系統(tǒng)的問題淺析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，（21）：140-141.

[2] 盧國良.綜合自動化系統(tǒng)的抗電磁干擾[J].科技資訊，2013，（13）：78.

[3] 劉勇.變電站綜合自動化系統(tǒng)干擾問題分析及解決措施[J].信息通信，2012，（01）：200.