摘要：隨著人們生產與生活機械化、電氣化程度的不斷提高，對電量的需求也不斷增長，電力系統的容量及複雜性也日益增加。而變電站在電力系統的安全、穩定運行中占據重要地位，只有確保其內部各種設備之間具有良好的兼容性，才能切實提高變電站的運動效率。就變電站強電設備和弱電線路電磁兼容問題，進行了詳細的探究。
關鍵詞：變電站；強電設備；弱電線路；電磁兼容
文章來源：變電站強電設備和弱電線路電磁兼容問題_【全心網絡】https://www.ruodian6.com/437.html
作者：屈興勝/郝娜娜
在科技快速發展的背景下，電子設備以自身功能多、精度高、成本低、體積小等優點被普遍應用在電力系統中。而工作電壓較低的電子設備敏感性高，極易受到外界干擾，從而出現被損壞或功能降低等問題。因此，為確保變電站穩定運行，就必須處理好其內部強電設備和弱電線路的電磁兼容問題。
1 設計電磁兼容的思路
通常情況下，變電站中形成電磁干擾的程序是"干擾源--耦合途徑--敏感電磁設備"。因此，為切實做好變電站強電設備和弱電線路的電磁兼容，就應破壞干擾源的形成過程。所以，我們就可從破壞電磁干擾源的形成過程為切入點設計電磁兼容方案。一般來講，我們都會從消除干擾源入手，多措並舉完全清除具有干擾作用的電磁源，這就需要我們全面掌握變電站中各個設備周圍的全部干擾源情況，從而實現有針對性地、高效率地處理好強電設備與弱電線路的電磁兼容問題。但是，在實踐中我們發現，通過消除干擾源或者阻斷敏感設備耦合通道的方式完全解決設備被電磁干擾的方法是行不通的，必須藉助對敏感設備實施恰當的隔離、屏蔽等抗干擾措施，從而使得這些設備免受干擾或者在適當的干擾範圍之內。電子設備、計算機在變電站內的普遍應用，大大提高了電力系統的智能水平，有利於電力系統的維護與運行。但是和電磁設備相比，電子設備極易受到電磁干擾。因此，為確保變電站正常、穩定運行必須處理好二次迴路被電磁干擾的問題。在實踐中我們知道，強電磁場主要來源於一次設備，也是干擾二次設備的主要電磁源。強電設備與弱電線路電磁兼容問題，研究的主要是電子元件、集成電路、微機等部件中的各個自動化系統中的子系統，都屬於二次設備，且都是極易受電磁干擾的設備，即弱電系統。變電站中的一次設備與二次設備之間既相互干擾，又聯繫密切。因此，在變電站建設中，應依據各種設備的具體特點進行恰當設計，只有這樣才能處理好變電站的電磁兼容問題。
2 干擾二次設備的電磁源
在變電站內，干擾二次設備的電磁來源來自很多方面，主要有：靜電放電、通信設備、步話機、局部放電、二次迴路、短路電流、低頻騷擾、輻射電磁場、雷電、工作中的電力設備、高壓開關操作等。根據類型劃分的話，變電站內的干擾二次設備的電磁類型，涵蓋：輻射干擾（雷電及低壓、中壓、高壓電網操作時產生的干擾）、靜電干擾、傳導干擾（低壓、中壓、高壓電網操作時產生的干擾）。以上幾種電磁干擾類型，還可簡單歸納為輻射干擾與傳導干擾兩種。輻射干擾。在變電站的日常運行中，操作高壓開關時，經常會出現電弧重燃現象，每次斷弧或發弧過程中都會在高壓母線上出現即時的電流與電壓，並且兩者都會產生輻射形式的電磁，從而對變電站中的設備產生干擾。並且，雷電波也會出現以上情況。在雷電過程中，變電所上安裝的避雷針發揮作用時，會有很大的耦合電流藉助電纜線盡到接地網中，並在導線中產生即時卻很大的電壓與電流，兩者也會在變電站內以輻射形式產生電磁干擾。傳導干擾。在變電站內部，高壓母線產生的暫態電壓與電流，會藉助暫態的電磁感應耦合、靜電、電磁場等形式輻射干擾二次電纜。
3 抗電磁干擾的主要技術
在具體設計變電站的過程中，一般將屏蔽技術、隔離技術等作為阻止強電設備和弱電線路之間電磁干擾的主要手段，本文將對以上兩種技術進行詳細的分析。
3.1 屏蔽技術
變電站使用屏蔽技術的主要目的，是阻斷電磁傳播的途徑，從而有效解決強電設備和弱電線路電磁干擾問題，進而提高兩者的電磁兼容性。屏蔽技術的核心作用及主要方式涵蓋：靜電屏蔽。其作用解決容性耦合問題，適合用在預防恆定磁場及靜電場的情況中。磁屏蔽。其作用是降低感性耦合，比較適合用在摒棄低頻磁場及靜態場的情況中。電磁屏蔽。其作用是降低入射電磁波對設備的不良影響，比較適合用在需要消除交變電磁場、交變磁場、交變電場的情況中。
在變電站處理電磁兼容問題方面，使用頻率較高的屏蔽方法主要有：連接自動化設備的輸出及輸入、一次設備時，可選用有金屬屏蔽層的電纜，並應確保電纜兩端接地，只有這樣才能大幅減少磁耦合與電場耦合的發生幾率。在二次設備中的自動化系統內，為其自控裝置、微機保護、測量設備之間的互感器第一、第二繞組中設計一道屏蔽層，從而有效屏蔽相互電場之間的干擾，從而有效切斷高頻信號通過電容對自動化系統之內的部件產生干擾。在機櫃或機箱的輸入端子中設置一個耐高壓且接地的小電容，有效降低外部高頻對機櫃或機箱的干擾。因為干擾通常都是從端子進來的，如果我們將端子接地，那麼電容就會對地短路，從而減少了高頻干擾影響自動化系統中部件的可能性。用鐵質材料製造變電站中的機箱與機櫃，那麼機箱與機櫃自身就對周圍的電磁有屏蔽作用。
3.2 隔離技術
在變電站中，選用恰當的隔離措施，就能有效降低各種電磁干擾源的侵入與傳導。通常情況下，在變電站中可行性強、成效理想的隔離方法主要有：合理設置事先採集到的模擬量，使其在變電站自動化設備的各個交流輸入迴路中，通過交流變壓器有效隔離模擬量。藉助繼電器觸點或光電耦合器對輸出或輸入的開關量進行隔離。相關隔離方法。比如在布線二次迴路時，綜合利用多種隔離方法儘可能降低互感耦合的發生幾率；避免用同一根電纜傳遞弱信號與強信號，在選擇信號電纜時，應儘量不選電力電纜；增加相鄰電力電纜之間的距離，儘可能縮短兩者的平行長度；二次設備的布線過程中，應儘可能減少迴路之間的相互感應問題。
總之，解決變電站強電設備和弱電線路電磁兼容問題的途徑是切斷電磁源的傳播通道。在實際操作中我們應依據設備特點恰當選用隔離、屏蔽等抗干擾技術，儘可能避免或降低電磁對敏感設備的干擾，從而切實解決變電站電磁兼容問題，為變電站穩定、高效運行創造良好條件。
參考文獻
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