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高压变电站对电磁兼容实验室影响的预分析

来源:中国期刊网 分类:工业 发布时间:2020-07-17 浏览:

  摘要:高压输电线路产生的电磁辐射,会对周围的环境造成一定的影响。由于电磁兼容测试具有的特殊性,相关标准对电磁兼容实验室的测量试验环境有明确的条件和要求。根据标准测试要求,分析高压变电站对电磁兼容实验室的影响。

  关键词:变电站;电磁兼容;环境要求;研究设备

  中图分类号:R122.4

  文献标识码:A

  DOI:10.15913/j .cnki.kj ycx.2019.11.050

  《电力系统自动化》(半月刊)为国际著名科学文献检索数据库——美国《工程索引》(EI)的核心期刊,被国内外14种著名文献数据库和文摘期刊收录。蝉联每届中国期刊界的最高奖——“国家期刊奖”,并多次荣获“百种中国杰出学术期刊”。

  随着人口的不断增加,许多地方的高压变电站由郊区逐渐搬迁到市区。然而,高压输电线路产生的电磁辐射,会对周围的环境造成一定的影响。电磁兼容( EMC)是专门研究设备或系统在其电磁环境中符合要求运行且不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的。电磁兼容包含下面两个方面的内容:①设备在其正常运行的状态下对所在环境产生的电磁干扰不超过法规的要求;②设备在其所在的电磁环境中能正常工作不受干扰。因此,检测医用电气设备的电磁兼容性能,不仅是为了确保医用电气设备自身安全运行的需要,同时,也是为了其他电气设备或系统能够正常工作,防止医用电气设备对患者造成伤害和其他不良影响。

  1 电磁骚扰源

  目前,国内高压变电站普遍存在复杂的电磁环境,主要产生两类电磁干扰:①稳态电磁干扰,以工频磁场和电场的形式存在;②瞬态电磁干扰,主要以雷击浪涌和开关通断等产生的瞬态电压和脉冲群的形式存在[1]。由于高压变电站内部存在大量的隔离开关和断路器等,因此,在电力系统运行时要经常操作开关。而当开关操作时,在高压母线上会产生复杂的瞬态电压和电流,并且在母线周围空间内产生许多瞬态的电磁场。这些电磁场由于产生时间极短,因此电场的幅值较高,而且电场包含的频率分量从几十千赫兹到上百兆赫兹。因此,在高压变电站内电磁骚扰是非常强烈的,并且这些电磁骚扰的种类复杂繁多。

  常见的电磁骚扰源如下[2]:①高压回路中操作短路器或隔离开关所引起的脉冲群;②雷电引起的浪涌现象;③高压设备周围产生的工频磁场;④静电放电;⑤由于电气设备内部或外部电气设备产生的高频传导骚扰和辐射骚扰。

  2 电磁兼容测试要求

  由于电磁兼容测试的特殊性,在GB/T 6113系列标准和CNAS-CL16: 2013标准中,对电磁兼容实验室的测量试验环境提出明确的条件和要求。

  电磁兼容的发射和抗扰度测试必须具有可重复性,要求实验室提供的测量数据必须具有可重现性,试验数据与测量地点、环境条件,尤其是与环境电平无关。

  标准明确规定抗扰度试验的试验环境必须考虑需要试验的环境,必须在规定的物理环境(比如温度或湿度范围)和规定的电磁环境下建造。根据《电磁兼容试验和测量技术:工频磁场抗扰度试验》( GB/T 17626.82006)测试标准中对工频磁场抗扰度試验的电磁环境有明确的要求——实验室的电磁环境应能保证正确地操作受试设备,而不影响试验结果。其中特别要求,实验室的背景噪声电磁场应至少比所选定的试验等级低20 dB。

  要求测试设备和受试设备不受环境影响。随着科技的发展,越来越多电磁敏感程度更高的电子元件应用在医疗器械设备和系统中,工作频率在几千赫兹以上的设备对工频干扰的敏感度很低。而变电站的瞬态电磁干扰具有丰富的高频成分,极易通过空间耦合或传导耦合的方式对设备形成干扰。因此,在此复杂的电磁环境下测量设备和受试设备都无法正常工作,也无法进行测试。

  为了满足电磁兼容标准的测试要求,电磁兼容实验室需要建造专业的电波暗室和电磁屏蔽室来确保周围的电磁环境电平足够低,并要求试验场地的电压驻波比SVSWR≤6 dB,屏蔽效能在1-6 GHz(或10 GHz)频率范围内满足屏蔽效能> 80 dB(或90 dB)。

  如果在恶劣的电磁环境下建造实验室,会严重影响实验室的基本性能。如果在电磁兼容实验室附近兴建一大型高压变电站,电磁环境将下降为最低等级的电磁环境——严酷恶劣的工业环境,此类电磁环境的特征如下:①载流量是几十千安的导体、母线或中压和高压线路;②对电路系统起保护作用的接地装置;③邻近高压母线的区域;④周围存在大功率电气设备的区域。

  为了保证电磁兼容试验的正常进行,测试实验室的电磁环境建议是电磁保护良好的环境,此类环境的特征如下:①周围不存在像变压器这类可能产生电磁泄漏的电气设备;②周围不存在高压母线的影响;⑧远离电气设备或系统的接地保护装置、工业区和高压变电所。

  家用电器产生的最大磁场强度值如表1所示,400 kV线路产生的磁场强度值如表2所示,高压变电所区域的磁场强度值如表3所示,电厂中的磁场强度值如表4所示,均是在不同环境下测得的最大磁场强度数据[3]。

  3 结论

  由此可知,如果电磁兼容实验室附近修建变电站,变电站所产生的稳态电磁干扰和瞬态电磁干扰可能导致发射试验的电磁环境不稳定。因此,为了保证电磁兼容实验室的测试能正常运行,不建议在其附近兴建变电站。

  参考文献:

  [1]唐晓辉.变电站的电磁干扰预测分析[D].天津:河北工业大学,2007.

  [2]秦晓辉.微机保护电磁兼容研究及变电站内电磁干扰的传播途径[D].北京:华北电力大学,2003.

  [3]国网武汉高压研究院.GB/T 17626.8-2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验[S].出版社不详,2006.

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文章名称:高压变电站对电磁兼容实验室影响的预分析

文章地址:http://lw.xmqikan.com//qkzs/gongye/350.html

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