电力系统中的电磁兼容性问题

电力系统中的电磁兼容性问题

谢　舫　贺联合　陈贤顺　(四川电力试验研究院　610072)

摘要　本文在介绍电磁兼容性基本概念的基础上,对电力系统中电磁兼容性的应用以及开展电磁兼容性测试技术监督工作的目的和意义进行了分析。

关键词　电力系统　电磁兼容性　电磁干扰

Signif icance of R esearch on E lectromagnetic Compatibility in E lectric Pow er S ystem

Xie f ang　He L ianhe　Cheng Xianshun

(Sichuan Test&Research Institute of Electrical Power　610072)

K ey Words　electric power system　electromagnetic compatibility　electromagnetic interference

1　前言

随着现代科学技术的发展,电子、电气设备或系统获得了越来越广泛的应用。运行中的电子、电气设备大多伴随着电磁能量的转换。高密度、宽频率的电磁信号充满了人类的生存空间,构成了极大极复杂的电磁干扰环境。在电力系统中,开关的动作、磁性线圈、发电机、交流单相电动机、静电放电、电网反作用、户内的雷击保护、高压电力线、电气化铁路等产生的电磁干扰。使以通讯系统、控制系统和计算机系统为主干的电子系统受到严峻的考验,有的甚至会产生严重的后果。当今电子系统越来越现代化,其形成的电磁环境也就越来越复杂。反之,复杂的电磁环境又对电子系统提出了更为严峻的要求。于是,面临着新的问题,一方面,如何提高现代电子、电气设备或系统在复杂的电磁环境中的生存能力,以保证达到初始的设计目的,即电磁兼容性(EMC)的设计问题;另一方面,如何验证电子、电气设备电磁兼容性设计的合理性,以保证达到规定的标准,即电磁兼容性测试技术问题。近几年来,国际上的电磁兼容性测试标准的统一问题上取得了长足进步,并制定了很有影响力的电磁兼容性标准[1]。国际电工委员会(IEC-International Electrical Commission)要求各个会员国尽可能地将其转化为自己国家和地区的标准。在这方面,欧共体堪称榜样,并以法规形式,强制执行电磁兼容测试标准,凡性能不合格的产品,不准进入欧洲市场销售。

为了适应国际商贸与技术发展的新形势,国家技术监督局和各部委在90年代以来相继颁布了一系列新的国家标准和部一级的行业与产品标准,其中都把电磁兼容性测试列为重要条款。此外,国家技术监督局还在积极筹备电磁兼容的认证工作,与国际接轨。今后,凡不符合电磁兼容标准的产品,有关部门将对其依法处理。在电力系统中使用的电子、电气设备越来越多并且越来越现代化,因此,开展电磁兼容性测试技术的研究和对产品的电磁兼容性监督工作有着积极的意义。

对于电磁兼容性原理阐述的文章很

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《四川电力技术》

多[2～4],这里在介绍电磁兼容性基本概念的基础上,简单说明对电力系统中电磁兼容性的应用以及开展电磁兼容性测试技术监督工作的目的和意义。

2　电磁兼容性的基本概念

电磁干扰(EM I-Electromagnetic Inter2 ference)是指任何能中断、阻碍、降低或抑制电子设备有效性能的电磁能量[5]。德国电工联合会(VDE)对电磁干扰的定义是指电磁能量对电流回路、仪器、系统或生命组织造成的影响[6]。电磁干扰的形式很多。例如,由输电线、电网以及各种电子和电气设备工作时引起的工作干扰;由传输电路间的电或磁的相互作用引起的串扰;由电离层、宇宙辐射等引起的天电干扰;由电子设备自己对自己引起的干扰等。

电磁兼容是指电子、电气设备或系统的一种工作状态,在这种状态下,他们不会因为内部或彼此之间存在的电磁干扰而影响其正常工作。VDE对电磁兼容的定义是指电气设备在包围它的电磁环境中能满意地工作且不影响次环境的一种能力,这一电磁环境同时也属于其他设备[5]。电磁兼容包含了以下几层含义:(1)设备对外界的电磁干扰要有一定的承受能力;(2)设备在工作中产生的电磁干扰应限制在一定限制值之内,不对该环境中其他设备产生不良的影响;(3)设备对电磁干扰的承受能力,及它本身所产生的干扰都是可以度量的。

电磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility)是指电子、电气设备在预期的电磁环境中,按设计要求正常工作的能力。中国国家军用标准(G JB72-85)[5]《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》第5110条对“电磁兼容性”作了如下定义:“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级;它也不会使同一电磁环境中其他设备因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。”按上述的定义,电磁兼容性包含以下两方面的含义:第一、设备或系统应具有抵抗给定电磁干扰的能力,并且有一定的安全量。即它应不会因受到处于同一电磁环境中的其他设备或系统发射的电磁干扰而产生不允许的工作性能降低。第二、设备或系统不产生超过规定限度的电磁干扰。即它不会产生使处于同一电磁环境中的其他设备或系统出现超过规定限度的工作性能降低的电磁干扰。电磁兼容性是对电子电气产品性能的全面衡量。简单地说它主要包含三方面内容:即电子、电气产品对环境的影响大小,电子电气产品的自我影响大小和抗受能力。

电磁兼容性是一个新的概念,它是抗干扰概念的扩展和延伸。从最初的设法防止射频频段内的电磁噪声、电磁干扰,发展到防止和对抗各种电磁干扰。进一步在认识上产生了质的飞跃,把主动采取措施抑制电磁干扰贯穿于设备或系统的设计、生产和使用的整个过程中。这样才能保证电子、电气设备和系统实现电磁兼容性。从整体上说,兼容性问题有明显的系统性特点。在电子、电气设备寿命期的所有阶段,都必须考虑电磁兼容性问题。如果忽视电磁兼容性,使设备兼容性受到破坏,此时若要保证电子、电气设备的电磁兼容性需要付出更昂贵的代价,且得不到满意的效果。

3　电力系统中研究电磁兼容性的意义

随着计算机、自动化和信息技术的迅猛发展,电力系统中使用的电子、电气设备也越来越多。比如火电厂生产过程中对锅炉、汽轮机、发电机及电气系统生产过程参数和设备运行状态进行监控的计算机监控系统;根

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—1998年第6期