摘要：电磁干扰可能会对智能变电站自动化系统的正常工作造成严重的负面影响，故采取抗电磁干扰的措施极为重要。本文将对变电站内主要电磁干扰源及其可能造成的后果进行分析，并提出变电站自动化系统抗电磁干扰的一系列措施，以保障智能变电站自动化系统的工作可靠性，提升变电站的安全运行系数。
关键词：智能变电站；自动化系统；电磁干扰；可靠性
1 引言
智能变电站自动化系统是建设智能变电站的基础，具有功能强、可缩短维修时间、减轻值班员工作量等诸多优点。但变电站综合自动化系统内部为低电平的弱电系统，却在有极强电磁干扰的强电场所工作，若不对可靠性问题进行充分考虑，则自动化系统极易发生问题，无法正常工作，甚至有可能造成元器件的损坏，给电力系统的安全运行带来很严重的后果[1]。因此，对智能变电站自动化系统的抗电磁干扰能力进行研究，具有非常重要的意义[2]。
2 变电站内主要电磁干扰源及其可能造成的后果
2.1 主要电磁干扰源
变电站的电磁干扰源可以分为两部分：内部干扰和外部干扰。其中，内部干扰由自动化的系统结构、生产工艺、元件布置等决定，主要有多点接地、交流噪声造成的电位差干扰，由杂散的电容、电感所引起的不同信号感应等。外部干扰则由外部环境因素和使用条件所决定，主要有核电磁脉冲、无线电干扰、扰动性负荷短路故障、静电、交直流回路开关操作、大气过电压等。由于内部干扰和外部干扰的物理性质是一样的，所以在抑制和消除方法上没有本质上的区别。
2.2 电磁干扰可能造成的后果
电磁干扰一旦入侵自动化系统内部，就会影响其正常工作，造成各式各样的后果。主要有以下四类：（1）CPU和数字电路受干扰，可能造成误发命令、误判断、引起微机保护装置误动、拒动甚至死机等后果；（2）模拟量输入通道受干扰，可能造成采样数据错误，轻则影响计量准确性和采样精度，重则导致微机保护误动，甚至造成元器件的损坏；（3）电源回路受干扰，可能影响显示器工作，造成计算机工作不稳定，甚至死机；（4）开关量输入、输出通道受干扰，可能造成输入至智能电子设备的开关、刀闸位置抖动，甚至造成对分合位置的误判断等[3]。
可见，无论变电站自动化系统中的哪个子系统受到电磁干扰，都可能引起其工作不正常，甚至造成严重故障。因此，充分重视和考虑抗电磁干扰的措施很有必要。
3 变电站自动化系统抗电磁干扰的措施
3.1 抑制干扰源影响的措施
外部干扰源往往通过连接导线，经由端子串入自动化系统。针对外部干扰源，可以通过两方面来抑制：（1）采取屏蔽措施，分为电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽三种，是有力切断干扰源的措施；（2）减少强电回路感应耦合。
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3.2 自动化系统供电电源的抗干扰措施
大多数微机的供电电源取自站用变压器的220V交流，此时，频率和电压的波动以及电网的冲击都会直接对微机系统运行的稳定性和可靠性造成影响，严重情况下甚至会造成死机。而电源线是干扰计算机的重要途径。针对交流供电系统，可以采取以下几种抗干扰措施：（1）采用不间断电源UPS向微机系统供电，对电网低频干扰可以有效抑制；（2）将电源滤波器安装在计算机电源输入侧，可以将电源高次谐波和交流电源输入的高频干扰滤去；（3）采用逆变电源，作用与UPS相似，但是相比较之下，有降低系统成本和延长供电不间断时间这两点优势；（4）采用隔离变压器隔离，安装在微机电源输入侧，计算机直接由隔离变压器的输出端供电；（5）采用氧化锌压敏电阻，以吸收交流供电网络过电压[4]。
3.3 智能电子设备的隔离措施
对于模拟量，须通过设置于自动化系统各交流输入回路中的隔离变压器隔离，这些隔离变压器一、二次间须有接安全地的屏蔽层，才能有较好的屏蔽效果。对于开关量的输入、输出，有以下两种有效的隔离方法：（1）光电隔离，即利用光电耦合器来实现计算机总线与现场开关量之间的完全隔离；（2）继电器隔离，即对变电站现场的开关信号，通过继电器隔离后输入至计算机。而光电隔离和继电器隔离的双重隔离，能提高抗干扰能力，且能消除抖动。
3.4 智能电子设备各端口的滤波措施
对于模拟量输入通道，滤波可以有效滤除串入信号回路的差模干扰，种类有电容滤波器、电感滤波器、RC滤波器等，而对于共模干扰，则可采用双端对称输入的方法进行抑制；对于电源端口，主要通过电磁兼容滤波器来实现电磁兼容设计，由于目前我国智能电子设备的弱电电源系统大多采用浮地方式，导致弱电系统的共模干扰电流无泄放通道，且易产生差模干扰，故在弱电电源系统电源及其地分别对机壳地接入耐压高、高频特性好的电容，以平衡电路，获得良好的电磁兼容性；对于智能电子设备开入、开出回路的滤波，则多采用一、二次侧杂散电容小，驱动电流较大，速度较慢的光耦元件；对于通信端口，为防止快速脉冲骚扰进入，可在通信端口串联铁氧体磁环或共模扼流环。
4 结束语
提高智能变电站自动化系统可靠性的措施涉及诸多方面，本文主要从电磁兼容性、抗电磁干扰等方面对提高智能变电站自动化系统的可靠性进行论述，提出了一系列抗电磁干扰的措施，保障设备安全稳定运行。
参考文献：
[1] 陈宏，夏勇军. 智能变电站自动化系统结构综述[J]. 湖北电力, 2010, 34(12): 66-67.
[2] 郭海龙. 浅析智能变电站自动化系统安全运行管理[J]. 电源技术应用, 2013, (5): 107.
[3] Liu Zhengdao, Li Xiyuan, Wang Qiqi. On the Automation System of Transformer Substation[C]. Torino: 3rd International Conference on Mechanical Engineering and Intelligent Systems, 2015: 763-766.
[4] 杨志宏, 周斌, 张海滨, 等. 智能变电站自动化系统新方案的探讨[J]. 2016, 40( 14): 1-7.
论文作者:杨漾,胡遨洋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：干扰论文; 变电站论文; 自动化系统论文; 智能论文; 措施论文; 电源论文; 电磁干扰论文; 《电力设备》2017年第8期论文;