【導(dǎo)讀】目前綜自系統(tǒng)已基本上在新建變電站中普及，從運(yùn)行的總體情況看，保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性等性能已基本能夠滿足運(yùn)行要求，但在網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)交換、系統(tǒng)信息處理等方面特別是在受到電磁干擾情況下，還是暴露了一些不足。本文結(jié)合實(shí)際，簡(jiǎn)單介紹電磁兼容的內(nèi)容和幾種常用的抗電磁干擾技術(shù)措施。
電力系統(tǒng)中，在電網(wǎng)容量增大、輸電電壓增高的同時(shí)，以計(jì)算機(jī)和微處理器為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)、電網(wǎng)控制、通信設(shè)備得到廣泛采用。因此，電力系統(tǒng)電磁兼容問題也變得十分突出，特別是在集繼電保護(hù)、通訊、SCADA功能于一體的變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備，通常安裝在變電站高壓設(shè)備的附近，該設(shè)備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產(chǎn)生的極強(qiáng)的電磁干擾。比如在GIS的隔離開關(guān)操作時(shí)，可以產(chǎn)生頻率高達(dá)數(shù)兆赫的快速暫態(tài)電壓，這種快速暫態(tài)過電壓不僅會(huì)危及變壓器等設(shè)備的絕緣，而且會(huì)通過接地網(wǎng)向外傳播，干擾變電站繼電保護(hù)、控制設(shè)備的正常工作。一旦干擾造成保護(hù)或自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作或者自動(dòng)化系統(tǒng)紊亂，將可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)事故。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，電磁兼容技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)出來。
圖題：變電站系統(tǒng)
電磁兼容的內(nèi)容
變電站電磁兼容的主要內(nèi)容包括抗干擾和電磁發(fā)射控制兩個(gè)方面，抗干擾是指設(shè)備和系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力，電磁發(fā)射控制指設(shè)備和系統(tǒng)發(fā)射的電磁能量的控制。設(shè)備的抗擾性決定于該設(shè)備的工作原理，電子線路布置、工作信號(hào)電平，以及所采取的抗干擾措施。對(duì)于敏感設(shè)備來說，完全避免電磁干擾是不可能的，但可以通過正確的接地、屏蔽、隔離等措施加以保證。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以微機(jī)、集成電路和電子元器件為其主要部件，屬于電磁敏感設(shè)備，如果具有良好的電磁兼容性能，對(duì)保證自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行有著十分重要的意義。要確保變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，除了要配備性能優(yōu)良的硬件設(shè)備和完美的軟件技術(shù)外，采取有效措施提高電磁兼容能力是另一個(gè)必要的條件。研究有效、經(jīng)濟(jì)和適用的抗干擾措施是未來電磁兼容領(lǐng)域的重要任務(wù)。
抗電磁干擾的措施
一般來說 ，干擾形成途徑為：干擾源--耦合通道--電磁敏感設(shè)備。所以抗電磁干擾須針對(duì)這三要素來進(jìn)行。
屏蔽
①采用帶有金屬外皮（屏蔽層）的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地。當(dāng)屏蔽層一端接地時(shí)，屏蔽層電壓為零，可顯著減少靜電感應(yīng)（電容耦合）電壓；當(dāng)兩端接地時(shí)，干擾磁場(chǎng)在屏蔽層中感應(yīng)電流，該電流產(chǎn)生的磁通與干擾磁通方向相反，互相抵消，因而能顯著降低磁場(chǎng)耦合感應(yīng)電壓。
②二次設(shè)備內(nèi)部，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量和微機(jī)保護(hù)或自動(dòng)裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設(shè)屏蔽層，這樣可起電場(chǎng)屏蔽作用，防止高頻干擾信號(hào)通過分布電容進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。
③機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子上對(duì)地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。由于干擾都是通過端子串入的，當(dāng)高頻干擾到達(dá)端子時(shí)，通過電容對(duì)地短路，避免了高頻干擾進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部。
減少強(qiáng)電回路的感應(yīng)耦合
①控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態(tài)電流的入地點(diǎn)，并盡量減少平行長(zhǎng)度。高壓母線往往是強(qiáng)烈的干擾源，因此，增加控制電纜和高壓母線間的距離，是減少電磁耦合的有力措施。避雷器和避雷針的接地點(diǎn)、電容式電壓互感器、耦合電容器等是高頻暫態(tài)電流的入地點(diǎn)，控制電纜要盡可能離開它們，以便減少感應(yīng)耦合。
②電流互感器回路的A、B、C相線和中性線應(yīng)在同一根電纜內(nèi)，避免出現(xiàn)環(huán)路。
③電流和電壓互感器的二次交流回路電纜，從高壓設(shè)備引出至監(jiān)控和保護(hù)安裝處時(shí)，應(yīng)盡量靠近接地體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。
接地
對(duì)于綜自系統(tǒng)中的這些電磁敏感設(shè)備，接地電位發(fā)生變化，是產(chǎn)生干擾的最大原因之一。因此在變電站設(shè)計(jì)和施工過程中，如果能把接地和屏蔽很好地結(jié)合起來，將可以解決大部分干擾問題。接地應(yīng)包含一次系統(tǒng)接地和二次系統(tǒng)接地兩方面。
①一次系統(tǒng)接地。正確處理好一次系統(tǒng)接地問題，可以減少配電場(chǎng)高頻瞬變電壓幅值，減少地網(wǎng)中不同點(diǎn)的瞬變電位差，很大程度上減少了干擾源。在處理一次系統(tǒng)接地時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
◆設(shè)備接地線要接在地網(wǎng)導(dǎo)體的交叉處。
◆設(shè)備接地處要增加接地網(wǎng)絡(luò)互連線。
◆避雷器、避雷針接地點(diǎn)應(yīng)采用兩根以上的接地線和加密接地網(wǎng)絡(luò)。
②二次系統(tǒng)接地。包括安全接地和工作接地兩大類。安全接地的接地網(wǎng)，其實(shí)就是一次設(shè)備的接地網(wǎng)，其作用同樣是降低可能出現(xiàn)的瞬變過電壓 ； 工作接地是為了給微機(jī)、電子等設(shè)備一個(gè)電位基準(zhǔn)，保證其可靠運(yùn)行，防止地環(huán)流引起的干擾。
隔離
把輸入信息和輸出信息進(jìn)行隔離，能夠有效減少干擾的侵入。在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，主要有以下幾種隔離措施：
①模擬量的隔離。變電站的監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置及其它自動(dòng)裝置所用的模擬量，大多數(shù)都來自電壓互感器，它們均處于強(qiáng)電回路中，不能直接進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過設(shè)置在各種交流量輸入回路中的隔離變壓器進(jìn)行隔離，這些隔離變壓器一、二次之間必須有屏蔽層，而且屏蔽層必須安全接地，這樣才能起到較好的屏蔽效果。
②開關(guān)量輸入、輸出的隔離。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入，主要是斷路器、隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)和主變壓器分接頭開關(guān)的控制。自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入、輸出也要采取隔離的措施，以免對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的影響。
③其他隔離措施。要注意強(qiáng)、弱信號(hào)電纜的隔離，強(qiáng)、弱信號(hào)不應(yīng)使用同一根電纜，信號(hào)電纜應(yīng)盡可能避開電力電纜，避免與電力電纜平等布設(shè)。
濾波
濾波是抑制自動(dòng)化系統(tǒng)模擬量輸入通道傳導(dǎo)干擾的主要手段之一。模擬量輸入通道受到的干擾有差模干擾（常態(tài)干擾）和共模干擾（共態(tài)干擾）兩種。對(duì)于模擬量信號(hào)回路的差模干擾，可以采用加裝濾波的措施，對(duì)于共模干擾，可以通過雙端對(duì)稱輸入采用回路來抑制。
計(jì)算機(jī)電源的抗干擾措施
大多數(shù)變電站綜自系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)電源取自站用交流220V，當(dāng)電網(wǎng)受到?jīng)_擊時(shí)，電壓和頻率產(chǎn)生的波動(dòng)將直接影響到綜自系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)造成系統(tǒng)死機(jī)，所以，計(jì)算機(jī)交流電源的抗干擾措施是至關(guān)重要的。通常最簡(jiǎn)單實(shí)用的辦法是加裝不間斷電源（UPS），一方面可抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾，另方面是在電源斷電時(shí)能直接給計(jì)算機(jī)供電，保證計(jì)算機(jī)的持續(xù)運(yùn)行。此外，也可以采用加裝氧化鋅壓敏電阻、電源濾波器、隔離變壓器等抗干擾措施。
本文談及的屏蔽、接地、隔離、濾波等措施，可有效地提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的電磁兼容能力，但電磁干擾本身的錯(cuò)綜復(fù)雜性，以上措施并不能保證綜自系統(tǒng)運(yùn)行的萬無一失。因此，還必須從微機(jī)內(nèi)部性能上（如利用CPU的邏輯判斷能力，進(jìn)行故障自診斷和自糾錯(cuò)等）來全面提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
