抗干扰技术在电力自动化装置中的应用研究

张 宁，汪悦生，江千军，何怡燕，贾 晓，吴 晗（国网安庆供电公司，安徽 安庆 246003）

0 引 言

如今，电力自动化装置在生产与运输环节中广泛应用，提高了工业生产效率。但是，电力自动化装置内部系统易在外界干扰影响下出现故障，人们需要将抗干扰技术应用于装置内部，提高装置的抗干扰能力。同时，规范装置管理程序的具体应用，从抗干扰技术的优势角度出发，强化抗干扰技术的应用效果。

1 电力自动化装置产生干扰的原因及影响

1.1 电力自动化装置产生干扰的原因

电子自动化系统运行中，设备受到外界干扰时会产生不同干扰源。当电力自动化装置在获取微机信号时，装置自身带有信号剔除能力，这时部分无效装置会产生较弱的信号，给设备带来干扰影响。自动化装置产生干扰的原因，可主要概括如下。第一，电源电磁干扰。电力自动化装置的电源中有着一定的电磁性负荷，断开时电感线圈上会有较高的感性电压。如果高电压通过，将有可能使断开接点被击穿，甚至产生电弧，并带有高频噪声干扰源。第二，直流电压纹波给自动化装置带来的工频干扰。这一干扰现象带来的影响并不严重，可以在自动化装置的设计阶段加以控制。第三，信号线带来的干扰。由于信号线平行产生的干扰现象，受到电压冲击影响时也会给电力自动化装置带来干扰源。

1.2 干扰因素给电力自动化装置带来的不良影响

根据对电力自动化装置产生干扰的原因分析，得知干扰现象严重影响装置的平稳运行。它主要对装置的信号造成影响，扰乱发出的信号或者对信号进行控制形成错误操作。当电力自动化装置受到信号干扰时，一般情况下信号频率会突然增高，并伴随着幅度加大的现象。分析干扰因素对装置产生的影响，主要包括如下方面。第一，干扰因素对电力自动化装置的电源回路产生影响。信号干扰源会使计算机与监控设施无法稳定工作，进而影响装置的正常使用。严重情况下，干扰源会导致电力自动化系统出现误操作，甚至使系统死机。第二，干扰因素对装置模拟输入通道产生影响。信号干扰下，电力自动化装置的模拟量无法正常输入，引入电压会发生数据采集错误，无法保障电流互感器内的数据真实性与准确性，最终得到装置采集到的信息全部无效。严重情况下，装置的部分零件与整体结构会出现损坏。第三，信号干扰对电力自动化装置开关量通道产生影响。这一影响现象主要体现为断路器与隔离开关无法正常工作，各自的功能得不到发挥。此外，干扰源也会影响电力设备，使设备无法运转。第四，信号干扰对电力自动化装置的数字电路产生影响。干扰现象容易影响系统电路，导致电路内的程序出现混乱，进而出现数据运行错误，影响电力装置的后续工作[1]。

2 抗干扰技术在电力自动化装置中的应用研究

2.1 抗静电放电干扰技术

抗静电放电干扰技术作为抗干扰技术的一种，可以应用在电力自动化系统中，提高系统运行的可靠性。从人体静电放电干扰性实验得知，电力自动化装置与电力设备在操作时经常出现静电放电现象，产生电磁信号后将影响装置运行。如果静电放电带来的影响过大，电力自动化装置也会面临设备损坏问题。分析电力自动化装置的抗静电放电干扰技术的应用措施，如使用金属面板机箱。一般情况下，电力装置都会应用整体性金属壳和金属面板，而不是插件式面板，使得自动化装置机箱外部的面板与地面保持更近的距离。如果使用插件式金属面板，无论是漆膜还是氧化膜，其材质都不是导电材料，无法直接与地面接触。只有让电力装置机箱框架和面板相接触，才能使二者有效连接，从而实现机箱框架和面板的科学导电。

使用多功能抗扰度测试仪可以实现对电力自动化装置的抗静电干扰测试。该装置可以进行静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度及浪涌（冲击）抗扰度3项试验的多功能组合抗扰度测试。可以应用聚四氟乙烯材料预防静电对装置产生的干扰，同时研究人员需要分析材料的抗蠕变性、耐磨性差、线膨胀系数大等缺陷问题，做出改性处理。在电力自动化装置中应用抗静电放电干扰技术，可以应用多菱防静电聚四氟乙烯。该材料保留了原有基材固有的物理特性，同时加入了其他改性材料，可以有效起到预防静电的作用。不仅如此，聚四氟乙烯使用寿命较长，适合用于特殊要求下的电力自动化装置[2]。

2.2 抗瞬变信号干扰技术

在电力自动化装置内应用抗瞬变信号干扰技术，具体内容如下。第一，使用多层印制板，防止产生瞬变信号。由于多层印制板的抗干扰性较强，通过电源回路板的电容组织静电对设备电源产生不良影响。不仅如此，多层印制板结构布局空间较大，可以缓解信号干扰。第二，合理布置电源回路的布线与配线方式，将电力自动化装置的各项器件隔离。准确把握线路长度，防止线路之间混合。第三，科学设置开关电源，发挥开关电源对电力自动化装置起到的抗干扰作用。安装开关电源时，进线与出线需要分开；安装面板电源开关时，可以使用屏蔽线将开关线放在滤波器背面。开关引线应与指示灯的线路隔开，避免不同线路在工作时产生干扰问题。第四，使用滤波器预防瞬变干扰信号。科学选择滤波器的型号，确保设备安装合理，充分发挥设备对干扰因素的抵抗能力。建议使用金属外壳材料的滤波器，提高滤波器在实际运行中的接地效果[3]。

2.3 规范管理程序的具体应用

程序管理能够在电力系统自动化干扰处理中起到规范与限制的作用。实际具体应用过程中，主要包含以下方面。第一，管理程序的规范能够实现人员的合理配置，使其明确自身的工作内容与目标，还可以强化工作效率与质量，使电力系统安全运行。第二，管理程序能够完善涉及的规则制度，明确员工的培训目标，提升员工对电力系统开展继电保护工作的能力。第三，管理程序能够促使相关管理人员对故障排查过程中涉及的维护方案和处理对策进行档案化管理，对出现几率高、威胁较大的故障进行研究，并将其结果作为日常维护管理的依据，减少同类故障的发生率。第四，应用规范管理程序，可以确保在检修和故障排查过程中，对故障的原因、特点以及具体表现进行分析与总结，以此制定之后的检修计划与处理方案。第五，管理程序的规范可以落实责任制度，明确工作中涉及的责任归属，便于公司定期开展业务考核和设立合理的奖罚制度。此外，管理程序的应用可以使二次设备的运行状态得到精细处理与监测，充分体现出继电保护与监测管理的意义。

2.4 提升装置自身抗干扰能力

在电力自动化装置中应用抗干扰技术，可显著提升自动化装置抗干扰性能，降低装置对干扰因素的敏感性，使部分干扰信号不再被获取，自动化装置可稳定运行。例如，在电力自动化装置的运行系统中设置多CPU结构，合理布置擂件，利用硬件设备保证装置运行稳定性；多CPU结构相互补充，自动恢复电路故障，保证装置连续运行。其中一个CPU受到干扰产生运行程序故障时，另外的CPU设备可快速启动运算程序，保证自动化装置稳定运行，避免自动化装置出现失控的情况。

除降低装置敏感度外，还需提高装置抵御干扰信号的能力，安装控制零件提高设备对干扰信号的控制能力，消除外部干扰信号对自动化装置的影响，提升设备运行质量。在电气自动化装置工作期间，最易受到电磁干扰，严重影响自动化装置的运行安全，威胁电力生产和运输的安全性，甚至对工作人员人身安全造成威胁。因此，着重提高装置自身抗干扰能力可起到直接作用，将自动化装置外壳更换为高新材料，削弱电磁干扰对自动化装置的影响，显著削弱干扰信号的影响，提高装置自身抗干扰能力和装置运行安全性，保障稳定的电力生产和运输，创造更高的经济收益。

3 结 论

电力系统运行时，电力自动化装置易受到电磁干扰出现故障问题。因此，装置的抗干扰是设备运行过程中必须重视的问题。要应用抗干扰技术，同时要求研究人员分析干扰产生的原因和干扰因素给设备带来的影响，合理应用抗静电放电干扰技术与抗瞬变信号干扰技术，保障电力自动化系统稳定运行。