水电站综合自动化系统抗电磁干扰的措施

摘要：我国土地幅员辽阔，水资源也较为丰富，伴随国民经济不断发展，用电量也在增加，而随着电力系统不断拓展，水电站用电系统结构与方式也开始朝向复杂化方向发展，因此，水电站综合自动化能够为电站运作安全性与可靠性提供有力保障。基于此，本文将主要针对水电综合自动化系统抗电磁干扰相关措施展开探讨研究。

关键词：水电站;综合自动化系统;电磁干扰

引言：

综合自动化系统的关键是由自动化控制、电子设备信息技术等多种技术组成，正是由于多种新技术的存在，才在水电行业得到广泛应用。但目前水电站电磁干扰、电磁自然环境和电磁兼容方式、水电站综合自动化系统抗电磁干扰应用等方面存在问题。因此，文章从水电站电磁干扰的相关内容出发，以期解决水电站自动化系统中的电磁干扰问题。

1水电站电磁干扰相关概述与电磁兼容性

1.1相关概述

电磁感应干扰的主要来源是内部干扰和外部干扰。发生内部干扰是因为它有一定的电容，会造成接收灵敏度不同，从而导致电磁感应干扰的发生。外界干扰有直接接触雷暴、常见短路故障、通讯障碍等。电磁感应干扰的传播方式有两种，一种是传导，另一种是辐射源干扰。在正常情况下，传导干扰和辐射源干扰会以交错的方式发生。因此，水电站无法对两者进行良好的操纵。差模干扰和共模干扰是电磁感应干扰的两种数据信号方式。差模干扰是因为数据信号控制回路串联发生。共模干扰具体表现为自动化技术设备无法正常运行和工作，这种干扰也称为接地干扰，因为相关网络发生了变化，接地电位差也引起了相应的变化。在这里，干扰情况发生在整个过程中。

1.2电磁兼容性

水电站的电磁环境是指电磁条件的总数，因为水电站的自动化系统应用广泛，不同的电磁环境会引起不同的电磁效应。因此，为了更好地解决水电站中的这一问题，需要根据不同的电磁环境制定不同的抗电磁影响处理对策，不允许与具体条件不一致的实施。看来，只有这样才能最有力地保证抗电磁干扰。电磁兼容模式是指在电磁环境中，具有一定的不受电磁影响的能力，使自动化系统能够正常运行和工作。这类设备不仅不易破坏机械设备的特性，而且在一定程度上与电磁环境兼容。

2水电站电磁干扰源分析

2.1低频扰动

由于受到，低频振动干扰，大负载变化引起的电力设备直流稳压电源和交流电源的幅值一般不超过周期时间的±10%或非周期性波动。这种情况主要是电压突然下降造成的。大功率逆变器、中频炉、电子整流器等电气设备也极有可能对离散系统中的谐波电流造成环境污染，此外，电缆的额外数据信号干扰也会引起低频干扰。例如，数据信号电压必须加到直流电压上。电力公司利用供电系统的互联网传输某种类型的数值信号时，会影响交流电的信号电压。这些都是水电站综合自动化技术的电磁感应源。

2.2浪涌与快速瞬变干扰

实际运行中的雷击、短路故障或常见故障都可能引起电流或电压浪涌，导致电磁感应干扰。另外，除了水电站的雷击外，很有可能电压会沿关闭路线进入，造成雷击浪涌。由于在电源电路中释放了储存的动能，当低压防爆开关线路断开时，大空间断路器容易引起浪涌干扰。这种电磁波辐射虽然低，但脉冲增益值慢，持续时间长，所以动能也很大。断开小型电感负载往往会引起快速瞬态干扰，如断开感应式交流接触器、汽车继电器等。快速偶然干扰相当于一系列脉冲群，电压增益快、重复率高、持续时间短。脉冲频率可达数MHz，电压幅值一般为2～5kV，持续时间为数十米。

2.3工频、脉冲、辐射等磁场干扰

电气设备的漏磁通或电导体中的电流量很容易引起工频磁场。工频磁场可分为恒磁场（所有正常工作条件下的磁场）和瞬态磁场（短路故障安全事故时的磁场）两种。恒磁场标准值小，瞬态磁场延迟时间短，标准值大。当外部工频磁场的抗压强度超过3.2～7.2A/m时，会影响水电站综合自动化技术显示屏的工作状况，容易引起界面振动，扭曲，变形。雷击、隔离开关的实际操作、短路故障安全事故很容易造成单脉冲磁场，磁场的抗压强度从100多安/米到1000多安/米。在水电站综合自动化技术中，闸开关的实际操作会产生阻尼振荡瞬态磁场，振荡频率范围为100kHz至数MHz，磁场抗压强度范围为10-100OA/m。电磁辐射源种类繁多，如电视节目、转播台、工业生产电磁辐射源及其移动无线通信发射机等，在水电站综合自动化技术的供电系统中，辐射源的电磁场最有可能施加在电子产品周围的对讲机周围。

3水电站抗电磁干扰有效措施

3.1屏蔽措施

使用含金属材料表皮的变频电缆将供电系统的一次设备与自动化系统、外部设备、两侧接地电缆的屏蔽层相连接，可以显著减弱静电场耦合和磁耦合。当屏蔽层在一点接地时，屏蔽层的工作电压为零，静电感应电压显著降低;当屏蔽层在两点接地时，屏蔽层中的电磁场会干扰感应电动势，这与磁通量和电流引起的磁通量有关。反之，对立，两侧接地可使感应电压降低到不接地时感应电压的1%以下，可显著降低电磁场耦合感应电压，在二次机械设备中，增加各种正极中间电压互感器的一次、二次绕组中间屏蔽层，可以在水电站综合自动化系统的精确测量和微机保护或自动控制中产生合理的静电场设备。屏蔽避免高频干扰数据信号进入自动化系统的相应组件。将耐高压小电容接地，可抑制主机柜或服务器机柜键入端子上的高频干扰。当高频干扰到达终端时，由于干扰是按照终端串功能进入的，根据电容器对地短路故障，防止高频干扰进入自动化系统。

3.2减少强电回路感应耦合

为了更好地降低水电站综合自动化技术的干扰信号，可以采用以下方法降低一次设备产生的磁感应耦合：高压母线通常是由电磁感应引起的。因此，应增加高压母线与控制电缆之间的距离。尽量减少平行平面的长度，尽可能控制电缆瞬态电流的入口点和高压母线，是减少电磁感应耦合的有力对策。其中，高频暂态电流的入口点包括电容传感器变压器、高压避雷器、防雷接地点、耦合电力电容器等。控制电缆减少了磁感应耦合，需要离开入口尽可能远离瞬态电流和高压母线。

3.3隔離措施

水电站微机保护设备、综合自动化技术视频监控系统等保护装置采集的模拟量输入均在弱电流回路中，大部分来源于一次系统软件的电压互感器和互感器.在综合自动化系统的各个通讯输入回路中，变压器设置后必须隔离，不能立即输入自动化系统。为更好地产生良好的屏蔽效果，综合自动化系统变压器的第一级和第二级之间必须有安全接地装置屏蔽层。水电站综合自动化系统开关量输入的键合隔离关键体现在主变压器及其隔离电源开关和隔离开关辅助触点的分离部分。大多也是操纵主变压器分接电源开关及其隔离电源开关和隔离开关来完成开关的输出。由于隔离电源开关和隔离开关直接与自动化系统相连，因此此类电子元件处于弱电流回路中，不可避免地会产生强干扰信号。因此，根据光耦的隔离度或继电器的触点，抗干扰信号的实际效果更为明显。

结语：

综合上文所述，伴随我国电力系统不断发展，能够对电磁环境造成干扰的环境逐渐增多，这对于水电站综合自动化的有效运作而言有着强烈影响，因此，需对电磁干扰来源加以深层次分析，而通过本文所提出方式，能够为水电站综合自动化系统正常运作提供有力保障。

参考文献：

[1]李林. 变电站综合自动化系统的电磁兼容及应对措施探讨[J]. 科学与信息化，2019，000（011）：79-79.

[2]杨锐. 简析变电站综合自动化系统常见故障及措施[J]. 百科论坛电子杂志，2019，000（004）：584-585.

[3]李玉林. 变电站综合自动化系统常见故障分析及应对措施[J]. 电力系统装备，2019，000（024）：89，251.

作者简介：黄银燕，1979年2月2日出生，女，汉族，籍贯：湖南省资兴，学历：大专，职务职称：一、二级水利水电工程建造师。