电气工程中自控设备电磁干扰的研究

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第4月10期   作者:陈辉、李涛
[导读] 在电气工程中,需要应用各种不同类型的自控设备,这样一来就形成了相对复杂的运行环境,电磁干扰问题也随之出现,
        陈辉、李涛
        (长沙光润电气科技有限公司   湖南长沙   410000)
        摘要:在电气工程中,需要应用各种不同类型的自控设备,这样一来就形成了相对复杂的运行环境,电磁干扰问题也随之出现,在应用自控设备的时候如果周边存在各种干扰源,设备运行必然受到不良影响,进而导致自控性能失常,所以说现阶段最为重要的工作就是对电气工程中自控设备的电磁干扰问题加以研究,同时也能提高电气工程设备运行效率。
        关键词:电气工程;自控设备;电磁干扰;问题
        
        1电气自动化技术的特点及应用于电气工程中的优势
        电气自动化技术涵盖多个技术领域,其应用范围逐步拓宽,与此同时,面临着复杂性的提升。当前,电气自动化技术以网络技术为关键,所以,在系统设计中,需要对系统硬件进行设计,然后依照基本的使用范围和需求等对软件进行有针对性的分析。除此之外,该技术还表现出较为明显的依赖性特征。当前,电气自动化技术多是依靠电子技术得以发展,在相关系统中,需要借助于电子计算机技术完成影响的信号采集和系统控制等。自动化控制系统需要借助控制器进行操作,直观地显示被控制对象的动态方程,进而及时完成对对象的调控,并分析其影响因素,保证控制模型的准确度,促进电力系统的运行效率的提高。

        2电气工程中自控设备常见电磁干扰问题
        2.1地电位差造成的干扰
        通常,地电位差指的是由于电流接地系统在运转环节发生故障而在整个系统内形成妨碍电流,后者很可能迅速转化为电压降,如此便在变电站内造成了电位差现象,该现象会严重干扰设备运行。
        2.2电磁产生的干扰
        电磁干扰又被称作内外干扰。由于电磁干扰的来源和模式不同,可以分为外部和内部两种干扰。外部干扰一般是高电压或者电流以及一些电缆线和相关设备向外部产生的辐射。内部干扰的产生来自系统内部的各个零件和结构的布置等。
        2.3信号模式干扰
        信号模式干扰可细分为两种,一种为差模干扰,一种为共模干扰。其中共模干扰是指电气工程自控设备运行过程中,由于地电位产生波动形成的干扰,因此也可被称之为对地干扰,差模干扰是在系统信号长距离传输过程中互感间的耦合所形成的,这两种信号模式都会对自控设备的正常运行造成阻碍和干扰。
        2.4内部干扰和外部干扰
        如果按照电磁干扰模式进行划分,可以分成内部干扰模式和外部干扰模式两种,其中,内部干扰模式主要与设备元件的安装、生产工艺的应用以及系统组成有关。而外部干扰因素的产生主要源自于系统内各类设备运行期间对于周边产生的敷设干扰。例如高压设备或者电缆发射出的电磁波就会对周围设备造成影响。
        2.5二次回路造成的干扰
        在电气工程当中,二次回路的设计不严谨,当二次回路与电感原件相互交接时,就会产生一种较强的电压。当二次回路与电感原件分离时,又会瞬间产生更厉害的干扰电压。干扰电压的生成,就会影响自动化设备的正常运作,甚至会造成危险。因此,这就需要电气工程的工作人员务必对二次回路产生的电压可能给自动化设备带来的负面影响提高重视,并认真分析,通过研究得出控制方法和措施,减少二次回路对电压的干扰,最终确保自动化设备能够高效率,低风险的完成操作。
        
        3电气工程中自控设备抗电磁干扰措施
        3.1优化电路布局
        通常情况下,如果电气工程中自控设备系统的线路过长或者电压输出值过高,都容易产生信号干扰,为此,技术人员可对电路布局实施优化调整,控制相应的电磁干扰。例如,电气工程技术人员可提升印刷电路板的厚度,实现电路板的叠加处理,以便节省更多空间,便于后续处理相关干扰问题,最大程度提升自动设备的运行效率。除此之外,如果系统中部分线路长度超标,技术人员要根据自控设备的实际需求,适当缩减系统线路长度,以便更好的抵御其产生的信号干扰。正确选择线路类型,并合理控制其线路长度,优化电路的布局,能够显著优化自控设备的整体抗干扰能力,对于消除电磁干扰方面效果良好。除此之外,在有必要的情况下,技术人员还应该在系统中设置电磁隔离或者电磁屏蔽装置,将信号干扰的传播途径阻断。技术人员还应引入合适的滤波器装置。

滤波器装置主要能够用于抑制快速瞬变性电磁干扰,技术人员在系统中引入适当的滤波器装置之后,能够更好的提升自控设备的抗干扰性能。滤波器装置的类型、性能、质量和安装等直接决定了自控设备抗干扰性能的强弱,因此技术人员需严格控制上述因素,选择与自控设备相匹配且性能优越的滤波器装置,并严格遵守安装技术标准,令其发挥出应有功效。
        3.2解决设备的故障
        电气工程自控设备发生电磁干扰在很多情况下是由设备发生故障造成的,因此,解决设备故障可以很好的控制电磁干扰。在实际生产过程中,一方面要及时对设备进行检查和定时检修,另一方面可以利用信息技术对设备进行实时监控,这样在设备发生故障时,可以第一时间进行解决,从而减少设备故障造成电位差过大,形成的电磁干扰。这种方案的实施可以有效降低设备故障率,稳定电压,减少干扰。
        3.3开关电源的抗干扰技术
        当电源开关切换较为频繁时,会对电子设备造成危害,并影响周围设备的稳定运行。因此,在进行电气自动化系统设计过程中应合理布置电源开关,合理排布电源的进出走线,防止因电源开断时产生的磁场瞬变对周边电子器件带来的干扰影响。首先要确定开关电源的连接是否符合国家和行业标准,在安装连接时避免各种干扰因素的存在#其次要选择合适的屏蔽措施,减少电源对外辐射量#最后要布置指示器合理的照明线路,尽量减少电路运行中的干扰。
        3.4提高信号系统抗干扰性
        技术人员在设计信号系统时,需要将设备型号选择、电磁兼容效果等重要因素列为参照依据。技术人员必须选择具有良好抗干扰性能的设备元件,以便提升系统整体抗干扰性能。例如在选择系统的扼流变压器装置的时候,为减少电磁干扰,最好选用BES型扼流变压器装置,此种类型的变压器装置具有专门的缓冲系统,能够充分缓解系统中可能形成的冲击电流,进而降低系统中不平稳电流对于信号系统造成的电磁干扰,确保该系统运行的稳定。此类变压器装置中应用的适配器设备可以视作滤波器装置,能够有效过滤大量电磁干扰,最大程度消除电磁对于自控设备系统造成的恶性影响。
        
        4结语
        总之,社会经济的快速发展也带动了人们对电力的巨大需求。电气工程事业是实现电力传输的重要事业。要想快速并急剧的满足人们迅猛增长的用电需要。促进社会经济的高速发展,电气工程也要提高工程效率和工程质量和工程的专业性。其中,自控设备就是电气工程提高水平的关键。由于,目前我国的现实状况,虽然电气工程事业已经快速发展,但实际水平却亟待提高。电气工程企业的设备落后,自控设备不足,自控设备受电磁干扰影响大。电气工程领域的工作人员,应采用自动化设备对电气设备的运行状态加以监测,发现故障立即处理。应合理连接电源、调整电路布局,使信号干扰问题得到解决。在此基础上,还需将滤波器应用到设备运行过程中,达到削弱电磁波强度,提高电气设备运行稳定性与安全性的目的。
        
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        作者简介:
        陈辉(1977.2.14),性别:男,籍贯:湖南常德,民族:土家族,学历:本科,职务:技术经理,研究方向:电气工程中自控技术的应用;从事电力、水利水电行业设计工作近二十年,具有丰富、专业的技术知识与技能,参与过电气自动化产品的标准化设计、编制工作,湖北水利厅国家948推广项目及国家电网电力公司多个变电站和各中、小型水电站、泵站的自动化设计工作。
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