（华北电力大学 443000）
摘要：随着直流输电工程的发展，以直流在换流阀控制电路板中的抗干扰问题已经被更多人们所关注。在本文研究中对抗干扰特性在换流阀控制电路板中的应用进行研究，且从控制电路板设计原理方面进行分析，对其实际应用情况进行了解，以对抗干扰特性在换流阀控制电路板的应用进行研究。
关键词：电路板；换流阀；抗干扰特性
1.选题的背景和意义
随着国内经济的高速发展，企业以及工业等用电需求越来越多。对于电力系统来说，其在总装机容量上越高，为国内经济发展所付出的贡献越大。但是，随着电力需求的增高，新的能源需求问题也接憧而来，对于能源的需求问题如何解决则成为电力发展所要考虑的重点问题。现今，在电力企业发展过程中以环保资源较多，如太阳能、风能等一些新型电力能源，在一定程度上缓解了电力能源需求问题。但是，因国内能源分布不够均衡，且在风能和太阳能方面多基于西北或者偏远地区，而在东部，以及中南部地区在新型电能上较少，但是这些区域却是我国经济发展的主要地区。如何将电能从西北地区输送到中东部地区，将能源的利用上更加合理，则是国内电力系统今后努力方向。
与此同时，在西电东输过程中，其所涉及到的环境和地区等都会使输电工程成为一项系统、庞大的工程。而为了将西电东输更加顺畅，也为了能够减少资源上的浪费，国家以高压直流输电的方式，将国内电力进行联网，以此实现了远距离大容量电力传输的电网局面。且在全国电网建设过程中，在新的电网技术上也得到同步提高，以之前所用的高压直流输电在电网传输中进行应用，其具有一定的优点。因此，以直流输电进行高压电网的传输工作，在一定程度上得到了发展。但是，直流输电在应用过程中并非没有任何不足，如其在应用过程中需要借助网络进行传输，而在一些不具备网络的地区则无法进行深入应用，无法在偏远山村或者海上等进行广泛应用。为了改善这种问题，又以柔性直流输电进行应用。但是，虽然柔性直流的应用能够改善传统直流所存在的不足，但是仍无法有效解决换流阀中电磁不兼容的问题。因换流阀中开关器件在开通和关闭过程汇总都会产生一定的强电磁场，但是控制电路板中会接置到换流阀组件两边，以此两者之间出现电磁金融的问题。对于换流阀控制电路板来说，能够在干扰的情况下稳定工作，则成为本文所要研究的重要内容。
2.抗干扰特性在换流阀控制电路板中的实验研究
在本文研究中中对抗干扰特性在换流阀控制电路板中的应用进行研究，且将电子设备使用之前的检查工作进行模拟，以此将电磁所带来的干扰，以及所用电子设备在工作中所造成的电辐射等进行模拟，且作为电磁兼容现象进行研究。在本文研究中主要对两方面内容进行实验，一个是电磁敏感度实验，另一个是电磁干扰实验。但是，在电子设备实际工作中，为了确保其在稳定环境中所运行，且对其设备抗干扰能力会进行一些测验，其就是本文所要进行的电磁敏感度的实验。
而对电子敏感度实验进行了解，其主要就是模拟电子设备正常工作时所处的环境，且在电磁干扰下所存在的一些问题，如果将其与供电网络以及电子设备等进行传导的话，其所受到的辐射骚扰以及传导骚扰的程度等都会进行实验。
对电路板抗干扰特性进行实验，且会对电路板在受到电磁骚扰时所出现的现象进行了解。因此，从两方面着手进行实验，一方面是对电路板的传导进行监控实验，主要是对骚扰源在进行耦合加耦合到电源，然后在经过电路板所传导的一种骚扰问题。而里各个实验是对监控电路板辐射骚扰进行的实验，在实验过程中都会受到脉冲信号的骚扰，且在电子系统中电速过快的话就会造成脉冲上升较快，但是所持续时间较短等问题，且在幅值上也会会出现重复现象。[1]这种情况一般对电子设备都会造成干扰，且在干扰来源上难以进行解决，而本文研究中中会根据骚扰源将实际工作中所存在的一些电磁环境进行模拟，以对电路板抗干扰特性有一些了解。
在本文实验过程中都会对电路板芯片引脚中的电压进行监测，以此在电波没有形成之前对电路板所监控的状态进行了解，以此对其抗干扰情况进行判定。
2.1电快速瞬变脉冲群抗扰度实验
2.1.1试验系统
在测试系统过程中主要对信号发射器、耦合以及示波器所构成。如快速瞬变脉冲发生器，其主要能够产生快速瞬变脉冲信号群；耦合夹的话是在设备端口中的端子，以及电缆屏蔽层中，对未连接电的情况下，以此快速产生脉冲群耦合的一种试线；示波器的话多用于对芯片引脚的电压进行感应。
因此，在本文实验过程中就可以根据图1所示进行实验。如图1中所示，监控线路板电源线过短，只能耦合部分电路板，且在下图中也进行了标明，为73.6cm，而耦合夹在长度上为1m。再如图2和图3中所显示抗干扰实验现场测试图，其中在测试点中都进行了标明。
2.1.2测试过程
根据实验装置程序进行测试，且对骚扰源进行持续脉冲，以此在测试电压上从之前的250kv上升到监控电路板不能稳定工作为止。而在各步骤都设置好之后，会开通电源，以此增加骚扰性，能够对电源线端口所在的耦合电压进行测定，对电路板是否在正常工作进行观测。
2.1.3测试结果
图4 检测电路板在无骚扰情况下各个测试引脚的电压波形
从图4中可以看到，监控电路板在无骚扰的情况下其各个芯片引脚电压信号较低，且想要保持稳定工作的话，那么则要保持到电压幅值小于12v以内，且能够确保监控电路板在稳定环境中运行。
2.2换流阀控制面板的辐射抗扰度实验
2.2.1实验系统
主要对信号发生器、均匀电场产生装置以及示波器所构成。快速瞬变脉冲群发生器主要产生快速瞬变脉冲信号群；均匀电场产生装置则是以两个平行圆形铝制板组成，其中中间有绝缘棒作为支撑所用。[2]如果对中间进行施压之后，那么其在中间区域中可作为均匀的电场所用；示波器对芯片引脚进行电压感应。实验所用布置图如图5所示。
2.2.2实验步骤
将所需装置进行连接之后要对脉冲发生器各个参数进行设置，对电压设置上要从最开始的250v进行，且直至监控电路板不能稳定工作为止。在完成以上几个步骤之后，开通电源进行骚扰，对电路板是否能正常工作进行观察。
2.2.3 测试结果
所测试到电路板在正常工作时电压保持在12v左右即可，而在本文进行电压检测过程中在平均电压上保持在14v左右，且在脉冲时间上存在一定间隔。且进行持续增加骚扰的话，到监控电路板不能稳定工作为止。如果电路板电压低于12v的话，那么其电压会发生一定发生改变。
3.结束语
国内在高压直流技术方面所取得的进展在一定程度上使得电磁兼容越来越被人们所关注。而随着国内高压用直流输电压等级的提升，在电路板中抗干扰问题也成为稳定高压直流输电压运行必然要解决的问题。因此，在本文研究中对抗干扰特性在换流阀控制电路板中的问题进行研究，对国内高压直流输电压的稳定发展具有重要意义。在本文研究中虽然通过实验取得了一些数据支持，但是在研究过程中仍存在诸多不足，仍需要进一步完善。
参考文献：
[1]刘卫芳.换流阀控制电路板的抗干扰特性的研究[D].华北电力大学,2014.：320-324.
[2]胡亚辉.晶闸管与IGBT换流阀对控制电路近场电磁骚扰特性的研究[D].华北电力大学(北京),2016.：148-153.
作者简介：
杨荆宜(1993,11.19),女，湖北宜昌人，华北电力大学研究生就读，研究方向：直流输电保护。
论文作者:杨荆宜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签：电路板论文; 抗干扰论文; 电压论文; 脉冲论文; 工作论文; 特性论文; 本文论文; 《电力设备》2017年第4期论文;