电磁兼容(EMC)是指设备或系统在所处电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受电磁骚扰能力。电磁兼容技术是一门迅速发展交叉学科,涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。在当今信息社会,随着电子技术、计算机技术发展,一个系统中采用电气及电子设备数量大大增加,而且电子设备频带日益加宽,功率逐渐增大,灵敏度提高,联接各种设备电缆网络也越来越复杂,因此,电磁兼容问题日显重要。
电力系统中,在电网容量增大、输电电压增高同时,以计算机和微处理器为基础继电保护、电网控制、通信设备得到广泛采用。因此,电力系统电磁兼容问题也变得十分突出。例如,集继电保护、通信、SCADA功能于一体变电站综合自动化设备,通常安装在变电站高压设备附近,该设备能正常工作先决条件就是它能够承受变电站中在正常操作或事故情况下产生极强电磁干扰。此外,由于现代高压开关常常与电子控制和保护设备集成于一体,因此,对这种强电与弱电设备组合设备不仅需要进行高电压、大电流试验,同时还要通过电磁兼容试验。GIS隔离开关操作时,可以产生频率高达数兆赫快速暂态电压。这种快速暂态过电压不仅会危及变压器等设备绝缘,而且会通过接地网向外传播,干扰变电站继电保护、控制设备正常工作。随着电力系统自动化水平提高,电磁兼容技术重要性日益显现出来。
电力系统电磁兼容主要内容包括:
(1)电磁环境评价。即通过实测或数字仿真等手段,对设备在运行时可能受到电磁干扰水平(幅值、频率、波形等)进行估计。例如,利用可移动电磁兼容测试车对高压输电线路或变电站产生各种干扰进行实测,或通过电磁暂态计算程序对可能产生瞬变电磁场进行数字仿真。电磁环境评价是电磁兼容技术重要组成部分,是抗干扰设计基础。
(2)电磁干扰耦合路径。弄清干扰源产生电磁搔扰通过何种路径到达被干扰对象。一般来说,干扰可分为传导型干扰和辐射型干扰2大类。传导干扰是指电磁搔扰通过电源线路,接地线和信号线传播到达对象所造成干扰,例如,通过电源线传入雷电冲击源产生干扰;辐射干扰是指通过电磁源空间传播到达敏感设备干扰。例如,输电线路电晕产生无线电干扰或电视干扰即属于辐射型干扰。研究干扰耦合途径,对制定抗干扰措施,消除或抑制干扰有重要意义。
(3)电磁抗扰性评价。研究电力系统中各种敏感设备仪表,如继电保护、自动装置、计算机系统、电能计量仪表等耐受电磁干扰能力。一般是采用试验来模拟运行中可能出现干扰并在设备尽可能接近工作条件下,试验被试设备是否会产生误动或永久性损坏。设备抗扰性决定于该设备工作原理,电子线路布置、工作信号电平,以及所采取抗干扰措施。随着电力系统中各种自动化系统和通信系统广泛采用,随着强电设备与强电设备集成为一体趋向,如何评价这些设备耐受干扰能力、研究实用和有效试验方法,制定评价标准将成为电力系统电磁兼容技术重要课题。
(4)抗干扰措施,电磁干扰产生和耦合。敏感设备是不可能完全避免电磁搔扰。因此,往往比较经济合理解决办法是在敏感设备上应用抗干扰措施。例如,电力调度大楼遭受雷击是不可避免。但通往系统和调度自动化系统安全运行可通过正确接地、屏蔽、隔离措施加以保证。研究有效经济和适用抗干扰措施也是未来电磁兼容领域重要任务。
(5)电能质量。国际大电网会议36学术委员会(电力系统电磁兼容)把电能质量控制也列入电磁兼容范畴,研究频率变化、谐波、电压闪变、电压骤降等对用户设备性