哈尔滨电工仪表研究所 黑龙江哈尔滨 150028
摘要：本文主要是对电力系统电磁兼容的特点进行分析，再则是研究其特殊性，并对其问题进行探讨。最后提出集中改进电磁兼容试验和电磁兼容技术的建议，并对电磁兼容可能出现的新问题进行了预测。
关键词：电磁兼容；电磁干扰；电力系统自动化
1 电力系统自动化设备中电磁兼容技术的发展现状
1.1 电磁兼容技术对电力系统自动化设备的有利作用
电磁兼容技术是伴随着电子技术和电子设备的出现而逐渐发展起来的。凡是有电子技术的领域都会有电子干扰，凡是有电子设备的地方都存在电磁干扰现象。而电磁兼容技术的研究对象就是电磁干扰。电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术，电力系统自动化设备中的电路之间的相互干扰，外界电磁干扰正是电磁兼容技术需要解决的问题。研究电磁兼容技术对于提高电力系统自动化设备水平利用效率具有重要作用。电磁兼容技术水平的提高有利于减轻电磁波对电子系统自动化设备的干扰，提高设备运行的准确度。电磁兼容技术可以有效防止电子系统自动化设备对外界干扰过度敏感这一问题。电力自动化设备越来越复杂，特别是电力设备中电路混合情况越来越多，电路的工作频率越来越高，电磁干扰现象严重。电磁兼容技术人员通过设计技术，缩短产品开发周期，有利于保证电子设备稳定可靠的工作，减小电磁污染。电磁兼容指标已经成为一种法定性的指标，是电力设备应用前必须达到的一个硬性指标之一。其对于电力系统自动化设备的有利作用是显而易见的。
1.2 电力系统自动化设备电磁兼容问题
电磁兼容技术是一门发展迅速的交叉科学，其理论几乎涉及到所有用电领域。在当今信息社会下，电力系统自动化设备的迅速发展对电磁兼容技术提出了更高的要求。电力系统自动化设备与电磁技术兼容，电子设备越是现代化，其造成的电磁环境就越是复杂；相对而言，复杂的电磁环境对电子系统自动化设备又提出了更高的要求。电磁兼容技术作为一种新兴学科，其领域内的理论研究，特性测量和产品开发需要投入高科技的人才和技术资金，其理论研究是一个长期过程，所以电力系统自动化设备中电磁兼容技术的理论研究成功和理论成果应用是一件耗时耗力的事。目前国内电力系统中电磁兼容技术的研究和利用正处于一种高投入，低产出的不良状态。究其原因，市场需求量少，技术更新慢。在国外，电力系统自动化设备中电磁兼容技术主要是由一些国立研究机构，知名大学以及研究所承担，电磁兼容技术理论成果更新快，技术应用快，资金以及人才跟的上技术研究步伐。因此我国国内在自行进行电力系统自动化设备中电磁兼容技术研究的同时，应当放眼世界，在借鉴和创新上加倍努力。
2 电磁兼容技术的设计方法
2.1滤波
通过滤波器对电磁干扰进行抑制。滤波器的网络是由分布或集中参数的电感、电容和电阻共同组成，并能对信号的频率进行判断，提取有用信号的频率分量通过，防止干扰频率分量通过，使电磁干扰降低到能够接受的程度。防止和降低电磁干扰的主要措施是使用滤波器，滤波器也能有效减少辐射干扰如对无线电干扰进行抑制，将相应的电磁干扰滤波器安装在接受机的输入端和发射机的输出端，将干扰信号过滤以实现电磁兼容的目标。
2.2隔离
干扰电磁场也存在于干扰线路（馈线）附近，当干扰线路附近存在其他导线时出现电磁耦合产生干扰。将其它线路与干扰线路进行隔离能有效简便防止这种干扰：将馈线按照一定的距离隔离分布能够使线路之间的电磁耦合削弱或切断。以下为隔离的注意事项：不要使其他线路和干扰线路平行排列，如果遇到必须平行的情况，则导线的间距L和直径D的比值不应低于40，并尽可能增大导线间距，另外平行部分越短越好；如果一般线路与敏感线路或者信号线与电源馈线之间需要平行排列时，导线间距不应低于50 mm；对其他线路会造成最大干扰的高频导线需要屏蔽；一些脉冲功率较大的脉冲线路也会严重干扰到其他线路，可以按照干扰线路处理。根据具体情况可以将低功率、低电平的数字电路当做一般线路。
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2.3接地
在系统中的一个接地面与选定点之间建立电阻小的导电通路接与地面相接，由于系统中各个电子元件处于零电位并且相互连通，就建立了一个等同于地面的参考点。就是将它的电阻和电位都看作零，并且以其来参考电路中的信号，没有电流通过就没有电压降的产生，所以通过接地设备将干扰电流导入大地，减少干扰源传播的能量。
2.4屏蔽
所谓的屏蔽，就是使用导磁或导电材料来制作壳、屏、板、盒等设备，将电磁能的范围限制在一定区域之内，用屏蔽体来减弱场的能量，最终防止电磁干扰。有三种屏蔽方法：磁屏蔽、电屏蔽以及电磁屏蔽。对不同功能、不同结构和不同安装地点的设备采取不同侧重点的电磁兼容技术措施。
3 电磁兼容技术在电力系统自动化设备中的应用
3.1频率设计技术
频率设计技术主要是研究如何解决频率兼容，这种技术比较复杂。其包括的内容有降频和谐波分离、最高工作频率设计、电平核实技术。
3.2接地技术
接地技术要注意两个内容：1）电源内阻分析技术，该技术主要是分析电源最大瞬时功率；2）接地点和地线设计技术，该技术要遵循功率隔离（将大功率和小功率隔开）和频率隔离（将高频系统和低频系统分开）的原则。
3.3布线技术
对于该技术，如何降低连线与各管脚之间的影响程度是其最终目的，分布参数就要得到限制。系统布线对分布参数的影响具有决定性作用，因此布线技术就成了设备或系统电磁兼容技术的关键所在。而布线技术又包括了分层处理、环绕布线以及线径选择3个大的方面。
3.4电源技术
电源技术分为两个方面，其一为以使用整流电源和电池的选择、电源之间是否需要交换、电源种类的选择、分布式供电与集中供电的选择为主的系统电源性质的选择，其二为保证电源有一定的功率剩余以及适当的容性电流吸收能力为主的电源特性的设计。
3.5降频控制
降低输出的高频信号的频率，但是要在系统正常工作得到保证的前提下，可以采取诸如将适当的电阻和电容加入到LED驱动电路中这样的措施来平滑处理某些输出信号甚至用来处理功率较大的输出信号。
3.6表面贴片
为了将电路板与集成电路合二为一，表面贴片技术应运而生。由于出厂产品非封装后的集成电路而是裸芯片，所以印制电路板时就用到焊接技术在表面粘贴裸芯片，此技术的优点之一在保证优秀的电磁兼容性的同时还保持了较小的体积。
3.7多层板去耦
随着科技的不断发达，微机系统的计算能力越来越强大，而且电路的尺寸也是越来越小，多层板电路成为了电路板印制的的主要模式。而多层板对降低系统各连线之间的分布参数影响有较强功效。
3.8软件技术
程序的“跑飞”现象出现在外界干扰破坏了程序的正常运行时，程序进而发生错误、不响应、中断甚至将芯片的内信息改写，干扰了正常工作的进行。如下三种方式能增强软件的抗干扰能力：
1）收留井法，添加空指令在处理程序后，防止“跑飞”现象的发生；
2）时刻监视主程序的运行状况，但主程序出现错误时，要能够及时发现并处理；
3）当信息或时间冗余时，采用容错技术的方法来增强抗干扰能力。
4 结束语
随着电力系统自动化设备的快速发展和广泛应用，对电磁兼容技术的要求也越来越高。加强电力系统自动化设备中电磁兼容理论研究，推广现有的，成熟的电磁兼容技术，研究电磁兼容新问题，新方向对于电力系统自动化设备意义重大。我国本身在电磁兼容技术方面起步就比较晚，更应当在新形势下抓住有利机会迎头赶上。
参考文献：
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[3]唐涛.电力系统厂站自动化技术的发展与展望[J].电力系统自动化，2009（4）.
论文作者:杜景飞
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/5
标签：技术论文; 电磁兼容论文; 电力系统论文; 干扰论文; 自动化设备论文; 线路论文; 电磁论文; 《基层建设》2016年21期论文;