电力系统中的主要骚扰源及其抑制措施.pdfVIP

电力系统中主要骚扰源及其抑制措施

电力系统中的主要骚扰源及其抑制措施

电磁骚扰源从来源上分为自然电磁骚扰源和人为电磁骚扰源。自然骚扰源主

要来源于大气层的噪声和地球外层空间的宇宙噪声，包括宇宙干扰、大气干扰、

热噪声和沉积静电干扰等。这些电磁骚扰源是地球电磁环境的基本组成部分；人

为电磁骚扰源是伴随电气与电子设备工作时产生的电磁骚扰。一般情况下，人为

电磁骚扰源比自然骚扰源发射的骚扰强度要大，造成的影响更严重。

电磁骚扰源从骚扰属性上分为功能性骚扰和非功能性骚扰;从耦合方式上分

为传导骚扰和辐射骚扰;从频谱宽度上分为宽带骚扰和窄带骚扰;从频率范围上

分为甚低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰和微波骚扰。

电力系统本身就是一个强大的电磁骚扰源，在运行时会产生各种电磁骚扰，

而系统中的各种电气、电子设备，如继电保护、远动、通信设备等又是电磁敏感

设备，易受到电磁骚扰的影响而出现不正常工作状态及产生误动，严重的还可能

损坏元器件及设备。

电力系统中的电磁兼容问题一般可归纳为三个方面：变电站的电磁兼容问

题；输变电系统的电磁环境问题；电能质量问题。

输电线路的骚扰源有正常运行时的空间电磁场，短路故障时的电磁场、地电

位升高和无线电干扰。输电线路产生的无线电干扰有输电线路无线电噪声，导致

表面电晕放电、火花放电，无线电噪声可沿线路传播，同时也会以电磁波的形式

向线路周围传播。无源干扰主要是输电线路及杆塔等大型金属结构对有用信号产

生的反射、遮蔽等造成的。

电力电子器件如功率二极管、大功率晶体管、晶闸管和场效应晶体管，在器

件开关过程中，都存在着很高的di/dt，它们通过线路或元器件的引线电感引起

瞬态电磁噪声，频率高达几十千赫兹至几百千赫兹乃至几兆赫兹，成为不可忽视

的噪声源。

电力系统中的主要骚扰源有：高压隔离开关和断路器操作；雷击及系统短路；

局部放电；二次系统中的开关操作；负荷变化和运行故障时电网中产生的电压暂

-1-

电力系统中主要骚扰源及其抑制措施

降、中断、不平衡、谐波和频率变化等骚扰；发电机和变压器产生的工频及谐波

电场和磁场；输电电路在其周围产生的电场和磁场；自动化设备、无线电设备产

生的高频传导骚扰和辐射骚扰；自然现象，如雷击、静电放电、地磁干扰和核电

脉冲等产生的骚扰。

电力系统中的电磁干扰有三种：一次设备之间、一次设备和二次设备之间、

二次设备之间的电磁干扰。按电磁骚扰的传播途径可分为传导耦合和辐射耦合。

电力系统一次线路中进行开关操作、发生故障、受到雷击时，线路中产生瞬态电

流、电压及辐射电磁场，通过多种耦合方式进入二次回路，这些通路有电磁式电

压互感器、电容式电压互感器、电流互感器、耦合电容器、高压母线与二次线缆

间的分布电容和互感等传导耦合途径，也有一次线路向周围空间辐射瞬态电磁能

量，被二次设备或回路接收辐射耦合途径。

电力系统是由一次、二次设备组成的电磁环境，其中存在着多种电磁骚扰和

相互作用，当前电力系统正朝着电压等级更高、容量更大、电力网络更密集、系

统更复杂、设备更先进的方向发展，导致电力系统的电磁骚扰更严重、更复杂。

另一方面，先进的电力系统采用了更多的先进的自动化及其他电子及计算机等控

制、测量、通讯和保护系统，而以固态电子为基础的先进设备和系统耐受电磁骚

扰的能力更弱，更易受到外界电磁环境的影响。

二次设备电磁干扰的研究，主要从电磁干扰源、敏感设备、传播途径着手，

研究二次设备的主要电磁干扰源，包括高压带电设备、系统故障状态、雷电等电

磁特性，采取措施减少或限制其对外界的影响：研究二次设备本身的抗干扰能力

和各种干扰对其运行的危害，改变其结构、运行方式，达到增强设备的抵抗电磁

干扰能力效果；研究各种干扰的传播途径的传播原理，采用滤波、接地、屏蔽、

搭接等控制传播途径，减缓和削弱干扰源和二次设备之间的干扰的能量。

在变电站设计中采用合理的布置,尽量多采用三相设备,采用合理的屏蔽设

施阻止电磁辐射,如:在室内变电站增加接地网接地扁钢截面和接地极数量,以减

少变电站周围的电磁场强。

变电一次设备主要由变压器、母线、设备组成，为了实现变压器、母线与输

电线路的连接和安全控制，在这些设备间加入断路器、隔离开关、接地开