姚玉梅

摘 要：本文剖析了變電站存在的主電磁干擾源類型，發(fā)現(xiàn)諧波、雷擊和開關(guān)操作引起的干擾現(xiàn)象十分頻繁，而以電導(dǎo)、電容、電感性為主的耦合方式也威脅著二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。為此我們提出了抑制二次干擾的具體措施，并討論了針對(duì)計(jì)算機(jī)等弱電通信設(shè)備抗干擾方式，不斷提高變電站設(shè)備的電磁兼容性。

關(guān)鍵詞：變電站；通信設(shè)備；電磁干擾；措施

現(xiàn)代科技發(fā)展帶動(dòng)了對(duì)二次系統(tǒng)的開發(fā)和功能提升工作，幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小于5V工作電壓和小信號(hào)電壓的目標(biāo)，完成和一次系統(tǒng)干擾源統(tǒng)一頻段的任務(wù)，且本身足夠?qū)挻蟮墓ぷ黝l帶為提高感應(yīng)外界干擾的能力做出了巨大貢獻(xiàn)，從敏感度和性能上都優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備。變電站在實(shí)際運(yùn)行過程中要依靠自動(dòng)化裝置、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)來(lái)獲得連通和保護(hù)，而這些設(shè)備受電磁波的干擾概率極大，對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)有所影響，而針對(duì)主電磁干擾源提出相應(yīng)的防擾措施和抑制方案至關(guān)重要。

1 變電站的主電磁干擾源

研究發(fā)現(xiàn)變電站一次回路處于暫態(tài)時(shí)期時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，這和呈開放狀態(tài)的耦合途徑有著重要關(guān)系，而一次回路到二次回路的過程也是產(chǎn)生干擾的因素之一。二次回路中要用到大量的控制或檢測(cè)儀表，包括用于通信和繼電保護(hù)的設(shè)備，從本質(zhì)上來(lái)分析它們都具有弱電性，所以在抗干擾過程中難以形成有效的屏障。對(duì)電磁波的防范工作不到位會(huì)直接導(dǎo)致二次回路設(shè)備的非正常運(yùn)行狀態(tài)，一旦超過設(shè)備極限還會(huì)造成絕緣擊穿損壞的嚴(yán)重后果，這種永久性的故障無(wú)法修復(fù)。為此我們?cè)敿?xì)分析了變電站主要出現(xiàn)的電磁干擾源以及其本質(zhì)特征，為防干擾工作做好基礎(chǔ)鋪墊。

1.1 諧波的干擾

高次諧波電流受變壓器鐵芯本身非線性特征的影響而產(chǎn)生電源電壓波形畸變的現(xiàn)象，繼而在電容耦合的幫助下接近二次設(shè)備并加大感應(yīng)電流和電壓的數(shù)值干擾，一旦超過二次設(shè)備的最大承受值即會(huì)發(fā)生損壞的結(jié)果。

1.2 開關(guān)操作引起的干擾

開關(guān)操作引起的干擾巨大，當(dāng)變電站微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)斷路器必然要通過跳閘動(dòng)作來(lái)避免重大隱患的發(fā)生，而本身開關(guān)動(dòng)觸頭和靜觸頭斷開的瞬間會(huì)引起電弧重燃的現(xiàn)象，這個(gè)過程的高頻振蕩電流和脈沖電壓將達(dá)到很高數(shù)值。干擾的產(chǎn)生來(lái)源于高脈沖電壓、振蕩電流和脈沖量、開關(guān)量的重合，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的兩項(xiàng)參數(shù)也將處于同頻段狀態(tài)，此時(shí)正常運(yùn)行的二次系統(tǒng)將得不到很好的保護(hù)，甚至對(duì)用于傳遞數(shù)字邏輯信號(hào)的計(jì)算機(jī)和微機(jī)也會(huì)產(chǎn)生重大的干擾，直接影響到信號(hào)傳播和信息接收工作。

1.3 雷擊干擾

雷電對(duì)變電站的干擾和損害難以避免，當(dāng)雷電產(chǎn)生的巨大電流經(jīng)過接地點(diǎn)開始接觸電網(wǎng)時(shí)電位會(huì)迅速飆升，此時(shí)二次回路接地點(diǎn)距離大電流入地點(diǎn)的距離至關(guān)重要，過短的距離會(huì)使得二次回路接地點(diǎn)電位隨之同向升高，這種現(xiàn)象會(huì)直接導(dǎo)致二次回路過程中共模干擾的結(jié)果，電壓的異常升高是發(fā)生二次設(shè)備絕緣擊穿的主要因素。

2 干擾耦合方式

依據(jù)耦合原理劃分變電站電磁干擾類型，主要包括輻射耦合、電容耦合兩種，還有常見的電感性耦合和電導(dǎo)耦合方式。通常來(lái)說電導(dǎo)耦合是單一電路干擾電流引起的，借助公共線路來(lái)操作阻抗流行為，繼而對(duì)另一電路產(chǎn)生耦合作用；輻射耦合方式是在一次系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾中衍生出來(lái)的，干擾對(duì)象是二次系統(tǒng)。變電站設(shè)備內(nèi)部電路出現(xiàn)分布電容，所以當(dāng)干擾電壓發(fā)生微小變化時(shí)都會(huì)作用于分布電容，最終達(dá)到電磁波傳導(dǎo)干擾的目的。電感耦合受眾最廣，只要依靠導(dǎo)線微小電流變化就能對(duì)旁邊導(dǎo)線產(chǎn)生作用，使其發(fā)生感應(yīng)電壓干擾的情況，實(shí)際上在很多突發(fā)事件過程中只要一次回路電流發(fā)生了異常變化，此時(shí)感應(yīng)電壓也會(huì)隨之變化，附近的一次系統(tǒng)必然會(huì)受到不良影響。二次回路的耦合方式和干擾源之間有著密切、復(fù)雜的關(guān)系，而多類耦合方式共同存在且互相干擾的現(xiàn)象并不罕見，在耦合方式的引導(dǎo)下研究消除干擾的方法有利于控制不同干擾源的負(fù)面作用。

3 變電站的電磁干擾的抑制措施

3.1 抑制二次干擾的措施

多類電磁干擾源的存在必然會(huì)影響二次回路的正常運(yùn)行，而通過利用電磁兼容性來(lái)抑制二次干擾十分關(guān)鍵。一般來(lái)說互感器和二次交流回路的連接為耦合電容侵入設(shè)備內(nèi)部提供了良好的條件，而采取濾波措施的第一步是用并聯(lián)方式處理非線性電阻元件和濾波電容器，使其形成浪涌吸收器，對(duì)抑制差模和供模干擾有一定作用。對(duì)通信線路采取濾波措施也能很好的阻止電磁波的進(jìn)攻?？茖W(xué)的接地方式既能將外部電磁阻擋在外，又能阻止變電站電子電氣設(shè)備內(nèi)部電磁波外泄，保持足夠的距離來(lái)避免雷擊感應(yīng)電壓作用于二次回路接入點(diǎn)的現(xiàn)象。

3.2 計(jì)算機(jī)等弱電通信設(shè)備的抗干擾措施

變電站內(nèi)部對(duì)電力系統(tǒng)的要求極高，各類通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備的使用導(dǎo)致了電磁交錯(cuò)傳播的現(xiàn)象，而帶電設(shè)備本身即是干擾源也是被干擾對(duì)象，承載了電流的導(dǎo)線會(huì)向四周發(fā)射電磁波。從設(shè)備的按照和使用問題處理解決抗干擾問題是必然趨勢(shì)，對(duì)發(fā)揮核心作用的通信機(jī)房進(jìn)行屏蔽處理，這一步是應(yīng)對(duì)空中輻射耦合方式的重要環(huán)節(jié)。通常情況下使用不間斷電源和直流開關(guān)電源也能很好的抑制交流干擾信號(hào)的作用。采取正確、有效的接地方式也是保護(hù)計(jì)算機(jī)等弱點(diǎn)通信設(shè)備的重要方法，例如分開接地和多點(diǎn)節(jié)點(diǎn)方式，都是分解感應(yīng)電位的良好途徑，或者采用公用接地或單點(diǎn)接地模型，降低電磁波擊穿絕緣設(shè)備的概率。

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