卜则源

摘 要：电力变电所在变配电过程中容易产生干扰电磁波。本文充分研究电磁干扰的危害，并通过对电磁干扰进行建模分析，有效掌握变电所内部的微机保护和监控系统的运行情况。并了解干扰电磁波产生的原因，通过抑制干扰源、切断传播途径、提高设备本身抗干扰能力等方法来消除电磁干扰，来提高变电所运行的可靠性，科学地解决好变电所的电磁防护问题。

关键词：电力变电所；电磁防护；电磁干扰；安全措施

一、电磁干扰的产生来源以及危害

1.电磁干扰的产生 在自然界中雷电放电、太阳黑子爆发、日辉和地球磁暴等都是电磁干扰的来源。而连续、脉冲、间接、接触干扰源是人为的电磁干扰的主要来源。变电所中的机械机车牵引、接触电网等容易引起电磁干扰，其中所内高压电器设备以及低压交直流回路内电气设备的操作过电压、雷电引起的雷电感应过电压会产生电磁干扰。变电所内部各项高压设备的正常工作中，对周围电磁场、电磁波以及输入输出线路中的瞬间电压电流变化等都会产生电磁干扰。

2.电磁干扰的危害 电磁干扰产生的数字系统误码率增大，能够降低传递信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失，对系统造成重大危害。自动控制系统受到电磁干扰时，使控制系统的可靠性和有效性降低，出现失控、误控或误动作，并危及安全控制系统。另外系统中的灵敏电机、电器也对电磁干扰也十分敏感。

电磁干扰产生的模拟量输入干扰，可能会造成采样数据的失真，对精度和计量的准确性造成重要影响，同时还可能会引起微机保护误动，损坏远动终端设备和微机保护部分元器件。电磁干扰促使开关量输入输出通道受影响，可能会导致微机和远动终端数据错误，对CPU造成干扰，进而导致CPU工作不正常。电磁干扰将会降低系统的性能指标，对工作设备直接造成损害，严重影响电力系统向电网供电的可靠性。

二、电磁干扰的防护措施

电磁干扰的产生同时具备了三个基本要素：（1）电磁干扰源的存在；（2）受电磁干扰的电气设备，当电磁干扰产生的干扰超出容许的界限时，被干扰设备性能会发生混乱；（3）在干扰源和受干扰设备间必须有耦合通道。传递电磁干扰必须同时具备三个基本要素才会发生电磁干扰。如果衰减或者除去其中任何一个条件就可以抑制干扰，那么电磁干扰的防护就会有以下几种措施。

1.抑制干扰源 抑制干扰源首先最重要的就是减小干扰源的产生，常用的措施可以通过在干扰源两端并联电容来实现，或者在干扰源回路当中串联电感或串联电阻以及增加续流二极管来实现对干扰源的衰减和抑制。

2.切断电磁干扰传播途径 长期以来，干扰源对变电所系统设备的干扰主要通过传导干扰和辐射干扰路径实现。从理论上来讲，切断干扰传播路径的常用措施有：隔离、屏蔽、滤波和接地。

首先是隔离。隔离干扰源与保护装置要做到以下几点：a交流电路中的电压、电流、功率等电信号转换为直流量以减弱电磁干扰的产生；b交流量电压互感器和电流互感器实现物理隔离，使交流产生的“地”信号与直流产生的“地”信号隔离；c对开关量的输入和输出信号都应采用光电隔离。

其次是屏蔽。把容易产生干扰的设备或线路，用金属网包围起来，以降低辐射干扰的传播。将电场和磁场的屏蔽在金属网内部，并对保护网作接地处理。

再次是滤波。主要是滤去电磁波中的干扰信号。设备的开关电源要在电源入口处增设电源滤波器来有效防止电源干扰信号的影响，滤波器应以短距离可靠安全接地，要使所有电源线必须经过滤波器，除去干扰信号之后才能输入设备内部。

最后是接地。使用低阻抗的导体作为接地材料，为高频干扰信号造成低阻抗通路，使其消失在地线，从而防止干扰信号对设备电路产生干扰藕合。此外还要将数字区与模拟区的信号进行有效分离，避免设备信号与地线形成回路而造成磁场干扰。

3.提高设备本身抗干扰能力 提高变电所内部设备本身抵抗干扰的性能，提高设备对干扰噪声的免疫，包括硬件抗干扰、软件抗干扰两个方面。

（1）提高敏感器件的抗干扰性能是硬件抗干扰。设计电路时，缩小电路回路环的大小，减弱感应噪声，并使用较粗的电源线和地线减小来压降，更有利于降低耦合噪声；设计单片机时，将闲置的I/O口进行接地或接其他设备，在改变其逻辑的情况下，对闲置的端口进行有效的物理隔离；单片机使用过程中要加装电源监控设备，有效监控设用过程中容易出现的特殊状况及时解决；在保证设备运行速度的情况下，使用合适的单片机进行设备的调试；在电路中使用的IC器件，要直接焊接在电路板上，减少不必要的电路连接。

（2）采取有针对性措施软件设计，减少干扰进入装置内部是软件抗干扰。设备中产生的电磁干扰，可能对设备正常的采样输入数据和软件运算造成影响，在设备设计时加装数据多通道采集和程序运算结果复算，可以进一步提高设备采集数据的可靠性。

如果电磁干扰信号越过外部防线入侵到微机系统内部，就会导致程序运行出现问题。这时可以采用看门狗WATCH DOG技术，系统内部定时器将会产生计时溢出脉冲信号，使系统自动复位，重新装入应用程序。系统装置的元器件损坏可能导致保护装置拒动或误动，也可能导致监控装置传输误码，在系统设计时加装自动检测装置，及时准确掌握设备运行状态，有问题及时处理；此外还要加强对保护和监控装置线路的出口进行监视和信号闭锁。

4.提高变配电所及弱电系统的防雷技术应用 目前，变配电所及其进出线均采取有效地防直击雷和雷电感应过电压措施，包括在建筑物内电子信息系统的防雷设计，都是防雷技术应用，此外还要加强对雷电防护分区、分级、分系统確定的防雷等级的要求。

总之，加强变电所设备的抗干扰性能是电力变配电所可靠运行的一个重要保证之一，从设计开始就要充分考虑设备的抗电磁干扰能力，施工安装过程中充分运用各种抗干扰措施，保证其变电所设备能在各种的环境下正常工作，为用电设备提供安全可靠的运行环境。

参考文献：

严璋，朱德恒.高电压绝缘技术[M].北京：中国电力出版社，2000.

（作者单位：四川省绵阳中学实验学校 621000）