摘要：提高继电保护及自动化设备的电磁兼容性能是保证电力系统的安全可靠运行是一项极为重要的工作，也是从事研发产品的各类人员在研究设计工作中的一项重要的工作。本文主要阐述的就是关于电磁兼容与电力系统自动化的分析。
关键词：电磁兼容；电力系统；自动化
引言：
本身存在着各种各样的极为严重的电磁骚扰源，它通过多种耦合方式传送到所有运行的电力设备，特别是继电保护及自动化装置等设备。电力系统继电保护及自动化设随着科学技术的发展，已实现微机化及数字化，这些微机型数字式的继电保护及自动化设备是极容易受到电磁骚扰源的骚扰产生电磁干扰，无法正常工作，也就无法保证电力系统的安全可靠运行。
1.兼容的基本概念
国特别是欧洲一些工业发达的先进国家，经过几十年不懈的努力对电磁骚扰和抗扰度等问题进行了深入细致的研究，已经探索出许多减少电磁骚扰强度和解决抗干扰措施。在此基础上，总结出一套完整的理论和方法，形成了一门新兴的学科——电磁兼容（EIectromagne“c Compat．biIity，简称EMC）。电磁兼容（EMC）最浅显的解释是“在电磁环境中共存的能力”。国际电工委员会IEC标准中有关电磁兼容的名词术语中给出了它的定义为：“电磁兼容是设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”，根椐IEC给出的定义，可以用一种通俗说法：EMC就是研究设备或系统的电磁骚扰和抗扰度的问题，也就是说所有的电子设备既不要成为一个电磁骚扰源，对周围的其它设备的正常工作产生不良影响；又要能承受周围电磁环境中从各种途径传输的各种电磁骚扰，而保证自身设备的正常工作。
2.现场测试系统需求分析
2.1虚拟仪器
自动测试具有测试精度可控、测试速度快、数据处理能力强等优势。电磁兼容测试对测试流程相对复杂，对测试人员的要求较高，实现自动测试能提高测试的精度和效率。
为了突破大型设备由于体积的原因给电磁兼容测试带来的限制，为了满足测试实时性的要求，为了更好地反应设备在上装环境的兼容状态，为了实现更加灵活、快速和便携的电磁兼容测试，采用虚拟仪器方法，利用基于阈值的差分法，进行了电磁兼容现场自动测试系统的研制。
为了突破大型设备由于体积的原因给电磁兼容测试带来的限制，为了满足测试实时性的要求，为了更好地反应设备在上装环境的兼容状态，为了实现更加灵活、快速和便携的电磁兼容测试，结合现场测试技术与自动测试技术，进行了电磁兼容现场自动测试系统的研制。
系统需要满足以下需求：
①系统功能需求分析
完成预定的测试功能：进行线缆传导测试和辐射发射测试；同时将每个项目的数据存储到相应的数据库中。数据处理功能：能够从混合信号中剔除环境信号得到受试设备的辐射发射频谱数据；并将辐射发射频谱数据进行极限值比对，获到初步的电磁兼容结论，数据库的查询和管理：实现测试数据的存储、查询和管理，各个模块数据之间互不排斥，统自检功能：在开始测试前，系统能检查系统各个模块之间的通信是否正常，保证测试的有效性和正确性。
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②现场测试系统性能要求
能运行于 Windows XP 及以上微软操作系统；系统功能齐全、稳定、安全，能进行一定的功能扩展；操作界面美观、友善，操作流程简单并且合乎逻辑；电磁兼容现场自动测试技术 软件需要经过内存泄露测试，并且具有一定的容错和异常处理能力。
③系统数据库要求
根据电磁干扰测试系统的实际数据存储需要，建立以下五个子数据库：系统信息数据库、被测设备数据库、测试设备数据库、极限值与模板库、报告与曲线库
3.现场测试系统总体设计
3.1测试过程概述
电磁干扰现场测试系统应用于系统级的传导或辐射发射现场测试，实现非实验室环境下的电磁兼容检测和评价。
系统主要参照 GJB152A-97、GJB1389A-2005以及 GB 9254-1998的测试方法设计，基于虚拟仪器技术进行系统搭建，采用基于阈值的差分法进行环境噪声剔除，利用基于组件的软件方法实现测试自动化，最后完成辐射发射和传导发射的现场测试功能。
电磁干扰现场自动测试系统测试基本过程：
① 按照测试配置图连接设备；②测试系统自检。若自检正常，进行测试，否则，检查硬件连接；③关闭 EUT 进行环境噪声测试获得环境数据；④ 打开 EUT，保持仪器测试参数不变，进行辐射测试，获得包含辐射数据和环境数据的混合数据；⑤经过软件数据处理，得到 EUT 真实辐射发射曲；⑥将测得 EUT 发射曲线与极限值或者模板曲线进行比对，得出 EUT 发射曲线的超标点或异常点。根据测试频段和测试目的不同，现场测试系统可以分为线缆传导干扰测试和辐射发射测试。
3.2线缆传导干扰测试
线缆传导测试用来检测被测件工作时，从线缆（包括回线）上耦合出来的干扰信号，测量这些能量是否超过标准要求的极限值，从而保证线周围的其他设备免受干扰。该测试需要的测试设备包括：测控计算机、频谱分析仪、高通滤波器、电流卡钳、USB 线和射频电RE102 辐射测试该辐射测试属于电场辐射发射试验，检测被测件通过空间传播的干扰辐射场强。通过测试天线接收干扰信号，由同轴电缆传送到测量接收机，将干扰电压加上天线系数，并进行相关的数据处理，得到被测件的电场辐射干扰数据。该测试需要的测试设备包括：测控计算机、频谱分析仪、双锥天线、对数周期天线、喇叭天线、USB 线和射频线缆等。
3.3软硬件构成及功能分析
通过对测试标准、测试方法和测试内容的分析，得到现场自动测试系统软硬件构成及功能。（1）硬件构成及功能：根据上节的内容，系统可以分为硬件和软件两个部分。硬件构成包括三部分：主控计算机子系统（笔记本电脑，USB 线），传感器子系统（电流卡钳，近场探头，双锥天线、对数周期天线和喇叭天线等）和接收机子系（高通滤波器，带通/带阻滤波器频谱仪，衰减器，射频预选器和频谱仪等）。各部分功能：①传感器系统负责传导信号或辐射信号的采集，并将采集到的信号转换成接收机可以识别的电信号；②接收机子系统对传感器传递来的电信号进行频谱分析；③主控计算机安装有电磁干扰测试软件，通过 USB 总线控制，以命令的形式对接收机进行参数设置、数据读取等操作；还能对频谱数据进行分析和处理。
3.4技术方案设计
电磁干扰现场自动测试系统用于不同现场环境的电磁兼容测试，随着测试任务的不同，要经常性地进行设备移动。因此，测试系统需要具有便携、简单的特性。另外，在进行现场测试的过程中，对测试系统的单次测试时间也是有要求的。如果进行单次测试耗费太长时间，不仅对实施测试的人员是一个煎熬，同时也不利于工作的开展。所以，测试系统需要具备快速测试的特性。但是，增加扫描速度意味着增大接收机的分辨率带宽。分辨率带宽的增加将升高测试系统的底噪，影响小信号的测试。综合来说，测试系统需要在测试时间和显示精度等方面进行全盘考虑，以获得最优性能。
充分利用测试设备的性能，为实现测试性能的最大化，确定出现场测试系统的整体测试性能指标控制装置在研发设计的之初就整体考虑了电磁兼容问题，整套硬件设备具有很强的抗干扰能力和持续稳定运行能力，可稳定可靠的工作于电磁环境恶劣的变电站中，而且有效地控制了研发设计成本，取得了较好的经济效益。
参考文献：
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论文作者:莫红彬
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/15
标签：测试论文; 系统论文; 电磁兼容论文; 设备论文; 现场论文; 电磁论文; 环境论文; 《基层建设》2016年15期论文;