电力系统自动化设备的电磁兼容技术研究

引言

随着科技的不断进步,电力系统自动化设备越来越先进,有效推动了电力系统的发展,保障了电力系统的正常运行。电力系统的工作环境与其他系统的工作环境不同,很容易使自动化设备在运行过程中受到电磁波的干扰。为解决这一问题,有研究者提出了在电力系统自动化设备中采用电磁兼容技术,能在很大程度上减少由外界产生的电磁波对自动化设备的干扰,保证自动化设备的运行稳定性。

1电力系统自动化设备中的电磁兼容技术分析

1.1自动化设备在运行过程中容易互相干扰

电力设备由很多一次系统和二次系统共同构成,自动化系统是组成二次系统设备的重要部分。无论是设备内部元件,还是外部所产生的电磁波,都会使自动化设备不能正常运行。近些年来,我国电力系统不断发展,电网规模相应扩大,随着自动化设备的应用普及,其设备在运行时会相互干扰,为此有必要提高自动化设备的抗干扰能力。当前我国对电磁兼容技术的研究还处在起步阶段,投入大量资金后并没有得到高效回报。

1.2电磁兼容技术在电气自动化设备应用中的特殊性

电力系统自动化中包括数字电路和模拟电路,都是将微机系统作为核心,二极管的应用也非常普遍,在对其他设备的正常使用产生干扰的同时还会受到其他设备的干扰。脉冲干扰属于自动化设备中最严重的问题,当前计算机仅可以识别二进制代码,其也是由数字电路组成,这就使得传输时产生的脉冲信号容易受到干扰。不仅如此,电源同样会对自动化设备的正常运行产生干扰。

2增强电力系统自动化设备电磁兼容的方法

2.1隔离互相干扰的线路

电力系统自动化设备中的隔离干扰技术和隔离元件的关系较为紧密,隔离元件的设计就是为了平衡电路以及保护线路。应基本保证隔离元件所用的材料质量,元件设计的更新要与设备的更新保持一致,确保能够最大限度隔离干扰。也就是说,隔离就是隔开线路周围的磁场,在操作过程中要注意尽量避免干扰线路和其他线路平行。就脉冲线路功率大的情况而言,对其他线路的干扰影响较为明显,此时隔离干扰线路应选择功率小、损耗小的元件,降低其自身产生的干扰。

2.2选取适合的屏蔽技术

通常情况下,电力系统自动化设备的屏蔽技术有3种,分别是电磁屏蔽、电屏蔽与磁屏蔽。在实际使用时应根据不同的需求进行选择,保证其电磁在可控范围内,再利用屏蔽体降低磁场能量,最终使电磁设备无法影响自动化设备。归根结底,增强屏蔽技术就是改良屏蔽体材料,并采取科学、恰当的屏蔽方法,增强自动化设备的抗干扰能力。

2.3重视接地技术

从电子设备安全和电路设计方面分析,接地工作十分重要。通常情况下,信号接地可以分为单点接地和多点接地等不同情况。为了增强电子设备接地的技术性,控制接地设备的接地电压,使其处于可控范围内。若是自动化设备一直处在高压状态,不仅要限制高压系统的电压,还应保护电网装置。总而言之,增强接地技术就是把干扰设备的电流输入到地下,减弱干扰源在传播过程中的能量。

2.4应用滤波器

应用滤波器减轻产生的电磁干扰,滤波器通常是由参数集中分布的电容构成,可以让网络单元允许的信号通过,大大降低干扰,将电磁干扰合理控制在正常范围内。目前,滤波器已经成为了控制电磁干扰的主要方式,并且可以应对辐射干扰问题。比如,降低无线电干扰,可以在无线发射器输出端和接收端放置滤波器,使干扰信号得以过滤,充分发挥了电磁兼容作用。滤波器通常有两种运行方式:第一种是禁止无用的信号通过,同时可以完成信号源的反射:第二种是使滤波器消耗无用信号。通常在用滤波设计控制干扰时,应事先考虑干扰波幅值和频谱,再选用适合的滤波器型号,设计滤波器电路。

3电磁兼容技术在电力系统自动化设备中的应用分析

3.1频率设计

频率设计中最重要的是如何解决频率兼容问题,这也是目前计算机系统设计中的关键问题之一。频率设计包括电平核实、最高频率工作设计和降频、谐波分离。

3.2接地技术

接地技术主要有两方面需要注意:首先是电源内阻分析技术,利用其能实现电源最大功率分析。其次,接地点和地线设计技术能够有效分隔大功率和小功率。

3.3布线技术

布线技术的根本目的是如何有效减弱连线之间产生的影响,因此对分布参数也有一定要求。同时系统布线能够直接影响分布参数,因此其也成为了电磁兼容技术的关键,需要重视与之相关的研究。

3.4电源技术

电源技术主要包括两个方面:首先是设计电源特性。近几年由于科学技术的迅速发展,微机系统工作频率增高,系统电路的几何尺寸不断缩小,多层板电路成为了最常用的模式。多层板电路的作用在于降低系统中各个连线间分布参数的影响。其次是系统电源性质和电源内阻的分析,也就是分析电源的最大瞬时功率。

3.5降频控制

电力自动化系统中输出的高频信号,在确保系统能够正常工作的情况下,应尽量降低其频率。某些信号要采取平滑处理办法,对需要大功率输出的信号要采用降频处理。

3.6表面贴片技术

表面贴片技术能够将集成电路和印制电路板合为一体。一般集成电路出厂时大都直接出厂芯片,没有额外包装,电路制作时需要将芯片焊接到印制电路板表面,此种电路板不仅面积小,还具有较高的电磁兼容性。

3.7软件技术

软件通常受到外界干扰,自动化系统难以维持正常的运行,若是系统程序出现错误或者中断,系统也无法正常工作。因此有必要提高软件的抗干扰能力,例如实时监控主程序运行情况,一旦主程序出现错误,可以及时发现并解决问题。在信息较多的情况下可以采用容错技术增强软件抗干扰能力。

4电磁兼容技术的应用前景

当前,我国电力系统的电磁兼容技术还不够先进,与其他国家相比,发展历程短,存在一定差距。我国的电磁兼容技术多应用于小型设备中,在大型设备中的应用还不够成熟。随着电磁兼容技术在电力系统中的逐步应用,问题逐渐得到了解决,降低了磁场产生的干扰,不过由于技术限制,不能从源头上消除磁场的影响,今后还需要加大此方面的研究力度。

5结语

随着科技不断发展,未来会有更加智能的设备应用于电力系统中,会涌现出新的问题,所以应不断加强对电磁兼容技术的研究,提高电力系统的工作效率,保证电力系统平稳和安全运行。