电厂电磁干扰防护及处理措施研究

电厂电磁干扰防护及处理措施研究

王云丽

国家能源集团国电宣威发电有限责任公司

1引言

在目前我国经济快速发展以及科技不断进步的同时，人们的生活水平有了极大的提高，同时也对电能需求也在急速增长，推动了电力行业的快速发展和进步。但是在人们对电能的供应质量要求在不断提高的同时，在电力系统中应用电厂集控技术来满足上述要求的同时，也使得电力系统中的电气设备应用数量在不断增多，且设备的功能也在逐渐多样化和更加强大。这也就导致目前电力系统运行中电磁环境也更加复杂，由于通过存在数量较多的电磁干扰源的问题而提高了对电气设备抗电磁干扰性能的要求。需要通过对电厂中的电磁干扰防护和有效处理来确保电力系统的安全和可靠运行。

2电厂电磁干扰的来源

电厂中电磁干扰主要表现在会对系统中的电气设备、传输信道以及系统性能等造成不利影响而干扰其正常功能和性能的发挥。而这些电磁干扰的来源则主要就是在电厂系统中所有可以发射电磁能量的自然和电能装置等，在上述装置的电磁影响下就会导致其影响范围内的人或其他生物以及设备受到电磁干扰的危害，造成设备性能的下降甚至是出现失效问题。对电厂运行环境中的电磁干扰来源进行分析可知，其主要包括由设备交、直流电源所受到的干扰等。此类干扰主要就是由于电厂中的大功率整流器以及换流器等电压和电流非线性的电气设备在运行中产生工频电压而引起的。还包括由于通信以及远方读表等信号电压在工频电压上进行叠加而产生的信号电压，以及上述信号电压对工频电压产生的电力附加信号扰动。此外还有电厂运行中出现较大的负荷变动时而导致出现的电压波动，以及在电厂运行中突然出现短路以及跳闸故障时而导致出现的电压中断等干扰。其余的电磁干扰源的磁场则主要包括设备漏磁产生的工频磁尝阻尼振荡磁尝雷击或短路、短路等因素而导致的脉冲磁尝工业电磁辐射等辐射磁场等。在电厂运行中静电放电也会产生电磁干扰，主要表现为带电体直接对设备进行放电所形成的直接放电干扰，以及通过邻近物体之间的放电而导致对设备出现的间接放电干扰等类型。

3电磁干扰耦合途径

电磁干扰耦合途径就是对电磁干扰进行传输的通路或媒介，在电厂运行中比较常见的耦合途径就是导线的传导以及空间辐射等途径。在对电磁现象进行分析是通常需要根据电磁场理论来对时变特性和介质两个因素进行考虑。如果电磁干扰的频率比较低，此时就可以将节电参数认定为常量，而对于中高频的电磁干扰来说则可以忽略电磁耦合效应，此时的介质参数就会对与频率和空间尺寸有着直接的联系。而在微波频段中则无法对电磁耦合进行忽略，此时介质参数则与电磁特性、空间尺寸以及几何结构都有关系。为了对抗干扰的措施进行研究并且通过此措施来对电磁干扰进行消除或抑制，就需要对电磁干扰的传输方式进行研究。通常电厂运行中存在的电磁干扰主要是以下述两种方式进行传输的，一是空间传播的电磁辐射耦合方式，二是电路传输的传导方式。前者就是通过电磁源空间向敏感设备进行传播并产生干扰。其对近场的辐射干扰则主要表现为静电感应以及电视干扰等类型。而对于远场来说则主要通过电磁波的辐射方式来进行干扰。而在电厂中的实际运行中主要存在的电磁干扰耦合方式则主要有电容性耦合、电感性耦合、共阻抗耦合和辐射耦合等方式。上述这些耦合方式都是通过电路之间的电容和电感而形成的。而且在导体中通过高频电流时也会造成较强电磁波的发射并且会对周围导体产生感应电动势并产生干扰问题。而在上述干扰作用下导致出现性能下降也就是被干扰的设备就是敏感设备。

4电厂电磁干扰防护及处理措施

4.1屏蔽措施

针对电厂运行中存在的电磁干扰及其所造成的危害，首先就需要采取对电磁干扰的屏蔽措施，其具体的应用形式主要有：将屏蔽电缆应用在一次设备以及自动化系统的输入和输出的连接线中，而且在对此屏蔽电缆进行应用时需要将两端进行接地，这样就可以削弱电场祸合以及电磁耦合所造成的干扰。这主要是由于在屏蔽层处于一点接地的状态时就会使得屏蔽层的电压数值为零，这样就可以对静电感应电容祸合电压进行显著降低。而处于两点接地的状态时，屏蔽层中就会产生感应电流，而且由于此感应电流产生的磁通与干扰磁通方向相反而起到抵消作用，这样就会对电场祸合感应电压进行降低来起到对电磁干扰进行防护的作用。

4.2减少强电回路的感应耦合的措施

为了对外部高频干扰进行抑制，可以在机箱或机柜的输入端子上对地接一个耐高压的小电容，而且可以通过电容对地短路来对高频干扰进行控制来防止其进入自动化系统内部。此外，还要控制电缆与高压母线和暂态电路入地点之间的距离，并对平行长度进行减少。增加控制电缆和高压母线之间距离可以对高压母线所造成的电磁祸合进行有效控制。

4.3接地措施

接地的防护电磁干扰的方式中，通过两端接地可以降低感应电压，而且可以通过将屏蔽层安装在二次设备中、综合自动化系统中的测量以及微机保护或自控装置所采用的中间互感器的一、二次绕组中，这样就可以起到对通过分布电容进入自动化系统相应部件中的高频干扰信号起到阻止作用。在引入瞬变大电流的位置进行多根接地极以及加密接地网络的设置来对共阻抗耦合进行减少，还可以实现对瞬变电流引起的地电位升高以及地网不同位置电位差进行降低。而针对二次设备则主要通过安全接地和工作接地两种方式进行接地。

4.4减少共阻抗耦合的措施

为了实现对自动化系统模拟量输入通道传导干扰的抑制，则可以通过滤波的方式可以起到有效的滤波作用。就是对不同的模拟量输入回路进行滤波器的设置来避免出现频率混迭的问题。不仅可以起到对差模浪涌的吸收，而且可以通过低通滤波器来对比被测信号频率高的高频差模干扰进行抑制，或者是通过高通滤波器来对频率两侧的干扰信号进行过滤。

5结语

在目前电厂中的电气设备数量不断增多且功能更加多样化的形势下，电厂运行中的电磁环境也更加复杂，在人们对电力系统供电质量和安全要求不断提高的形势下，就需要对上述电磁环境中的电磁干扰问题进行分析，在掌握电磁干扰来源以及耦合途径之后，采取相应的抗干扰措施来确保电力系统运行的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]赵军科,邬廷军,曹维福,etal.电厂电磁干扰防护及处理[J].东方电气评论,2017.

[2]李松.火力发电厂继电保护装置故障分析及处理措施分析[J].科技、经济、市场,2016(4):165-165.