導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電與磁，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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電磁污染危害人體的機理

電磁污染危害人體的機理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和累積效應(yīng)等。

熱效應(yīng)：人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。

非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷。

累積效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前（通常所說的人體承受力――內(nèi)抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)，危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發(fā)意想不到的病變。

電磁污染的危害

1998年世界衛(wèi)生組織最新調(diào)查顯示，電磁輻射對人體有五大影響：

電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因；

電磁輻射對人體生殖系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害；

電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素；

過量的電磁輻射直接影響兒童組織發(fā)育、骨骼發(fā)育，導(dǎo)致視力下降、肝臟造血功能下降，嚴(yán)重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。

電磁輻射可使男性下降，女性內(nèi)分泌紊亂、月經(jīng)失調(diào)。

營養(yǎng)保健防治

在家庭之中，要預(yù)防電磁污染，除了正確和適度應(yīng)用各種電器和電子類設(shè)備之外，還要從營養(yǎng)保健飲食方面著手進(jìn)行防治。

蔬菜類

油菜、青菜、芥菜、雪里蕻、卷心菜、蘿卜等十字花科蔬菜具有抗污染損傷的功能。我國科學(xué)家從這些十字花科植物中成功提取出一種天然污染保護(hù)劑SP88，并通過從分子水平到整體動物、植物的一系列實驗，對SP88的作用機理及生物功能進(jìn)行了證實。胡蘿卜、豆芽、西紅柿等富含維生素A、維生素C和蛋白質(zhì)，經(jīng)常吃這些蔬菜均有利于抗電磁污染。值得注意的是，武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院羅瓊博士等一項最新研究發(fā)現(xiàn)，海帶的提取物海帶多糖因抑制免疫細(xì)胞凋亡，恢復(fù)免疫抑制小鼠的細(xì)胞免疫、體液免疫以及非特異性免疫功能而具有抗污染作用。眾多的實驗研究表明，真菌類食物諸如金針菇、香菇、猴頭菇、黑木耳也可通過增強機體免疫力起到抗電磁污染作用。綜上所述，為了有效預(yù)防現(xiàn)代家庭室內(nèi)的電磁污染，在保證攝入充足的蔬菜時，應(yīng)保證十字花科蔬菜、胡蘿卜、豆芽、西紅柿、海帶以及真菌類蔬菜的攝入，以增強機體抗輻射能力。

水果類

絕大多數(shù)水果都有抗污染功能，常食有益而無害。水果為什么能抗污染呢？因為水果中不僅含有豐富的維生素、粗纖維和微量元素，更為重要的是水果中含很多活性成分，正是這些活性成分在抗電磁污染過程中發(fā)揮著重要作用，例如， 橘類水果中的萜烯類和漿果中的鞣化酸能激活細(xì)胞中的蛋白分子，把電磁污染后變異的癌細(xì)胞裹起來，并利用細(xì)胞膜的逆吞噬功能，將致癌物排出體外，阻止了致癌物對細(xì)胞核的損傷，保證了基因的完好。

飲料

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關(guān)鍵詞:信息安全；電磁輻射；TEMPEST

Electromagnetic radiation of information device and elimination

LIANG Xiao-yan，WANG Jun-li，YANG Jian，WANG Ru-long

(Beijing Trace and Communication Technique Research Institute，Beijing 100094，China)

Abstract：With the rapid development of computer information safety technique，more and more attention had been paid to the electromagnetic radiation of computer.Based on the analysis on the track of electromagnetic radiation of computer information system，typical protection method is brief lyintroduced.

Key words：Information safety；electromagnetic radiation；TEMPEST

當(dāng)計算機網(wǎng)絡(luò)的日益普及給我們工作帶來極大便利的同時，不可避免地帶來一些負(fù)面影響，其中最突出的是計算機網(wǎng)絡(luò)的信息安全問題。信息泄密的途徑很多，其中電磁輻射是計算機及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)泄密的重要途徑之一，對它的研究正越來越受到人們的重視。

1　TEMPEST技術(shù)

計算機及其外部設(shè)備在工作時通過電磁波將有用信息泄漏出去的過程稱為計算機電磁泄漏。和其它電子設(shè)備一樣，計算機及其外部設(shè)備(包括主機、顯示終端、硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁盤機、磁帶機、打印機等)，在工作時都會產(chǎn)生不同程度的電磁泄漏，如主機中各種數(shù)字電路電流的電磁泄漏、鍵盤按鍵開關(guān)引起的電磁泄漏、顯示器視頻信號的電磁泄漏、打印機的低頻電磁泄漏等等。這些輻射出去的電磁波，任何人都可以借助儀器設(shè)備在一定范圍內(nèi)收到它，尤其是利用高靈敏度的儀器可以準(zhǔn)確、清晰地獲取計算機正在處理的信息。信息輻射防護(hù)技術(shù)，就是針對計算機的信號輻射特性，運用一定的技術(shù)手段不讓竊收方接受到計算機輻射的信號和復(fù)原出有關(guān)的真實信息。對電磁泄漏信號中所攜帶的敏感信息進(jìn)行分析、測試、接收、還原以及防護(hù)的一系列技術(shù)構(gòu)成了信息安全保密的一個專門研究領(lǐng)域，這種技術(shù)在國外稱為TEMPEST技術(shù)，即“瞬時電磁脈沖發(fā)射監(jiān)測技術(shù)”(Transient Electromagnetic Pulse Emanation Surveillance Tech－nology)。按照麥克斯韋電磁場理論：任何交變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號，任何載有交變電磁信號的導(dǎo)體都可作為發(fā)射天線。計算機是采用高速脈沖數(shù)字電路工作的，因此，只要處于工作狀態(tài)就會向機器外輻射含有信息的電磁波。

TEMPEST技術(shù)的研究上世紀(jì)50年代始于美國。隨后，俄羅斯、英國、法國和德國等國家都開始積極研究和發(fā)展TEMPEST技術(shù)。1985年荷蘭人W.van Eck在“Computer＆Security”上發(fā)表文章，首次詳細(xì)披露了通過簡單改裝電視機實現(xiàn)偵收并還原計算機顯示器屏幕信息的可行性技術(shù)細(xì)節(jié)，并聲稱最遠(yuǎn)距離可達(dá)1000m，引起很大轟動。根據(jù)上世紀(jì)90年代以后的資料，英國人也稱可以在1600m外對計算機視頻信息進(jìn)行還原[1]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和恐怖的逐步升級，各國對TEMPEST技術(shù)的研究更加廣泛和深入。而美國TEMPEST市場規(guī)模更是有增無減。幾十年來，美國多次修訂和補充TEMPEST技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，TEMPEST的內(nèi)涵也在逐漸擴大，已經(jīng)從原來的通信安全領(lǐng)域擴展到信息安全的范圍。

我國從80年代中期開始關(guān)注TEMPEST問題。90年代初，在國家相關(guān)單位牽頭和組織下，經(jīng)過多年的理論研究、實驗測試以及產(chǎn)品開發(fā)，已經(jīng)在信息設(shè)備的電磁泄漏發(fā)射機理、安全評估、技術(shù)產(chǎn)品測評、實驗室和現(xiàn)場測試、紅黑信號識別等方面取得一定成果。在TEMPEST防護(hù)技術(shù)方面，已經(jīng)具有屏蔽室、低泄漏發(fā)射產(chǎn)品、電磁干擾產(chǎn)品3大類不同等級的防護(hù)產(chǎn)品。但是我國的接收機設(shè)計水平和數(shù)字信號后處理能力還不高。

2　TEMPEST技術(shù)中電磁泄漏的途徑

計算機及其外部設(shè)備內(nèi)的信息，通常通過兩種途徑泄漏出去：以電磁波的形式輻射出去的稱為輻射泄漏，這主要是指計算機內(nèi)部產(chǎn)生的電磁輻射。這種輻射是由計算機內(nèi)部的各種傳輸線(包括印制板上的走線)、信號處理電路、邏輯電路、顯示器、開關(guān)元件和電機及其驅(qū)動控制電路產(chǎn)生的；另一種是通過各種線路和金屬管道傳導(dǎo)出去的稱為傳導(dǎo)泄漏。計算機系統(tǒng)的電源線、機房內(nèi)的電話線、上下水管道和暖氣管道以及地線等，都可能成為傳導(dǎo)媒界，產(chǎn)生傳導(dǎo)泄漏。傳導(dǎo)泄漏往往伴隨著輻射泄漏。

3　TEMPEST技術(shù)中電磁泄漏的防護(hù)

對于電磁泄漏，目前可以采用的措施主要有：使用低輻射設(shè)備、利用噪聲干擾源、電磁屏蔽、濾波技術(shù)和光纖傳輸[2]。

(1)使用低輻射設(shè)備。低輻射設(shè)備即TEMPEST設(shè)備。這是防輻射泄漏的根本措施。這些設(shè)備在設(shè)計和生產(chǎn)時就采取了防輻射措施，把設(shè)備的電磁泄漏抑制到最低限度。顯示器是計算機安全的一個薄弱環(huán)節(jié)，對顯示器的內(nèi)容進(jìn)行竊取，已是一項成熟的技術(shù)，因此選用低輻射顯示器十分重要。單色顯示器的輻射比彩色顯示器低得多，使用等離子顯示器或液晶顯示器也能進(jìn)一步降低輻射。

(2)利用噪聲干擾源。電磁輻射干擾技術(shù)就是采用干擾器對計算機輻射進(jìn)行電磁干擾，使竊收方難以提取視屏信息。利用噪聲干擾源有兩種方法：一是將一臺能產(chǎn)生噪聲的干擾器放在計算機設(shè)備旁邊，干擾器產(chǎn)生的噪聲與計算機設(shè)備產(chǎn)生的信息輻射一起向外輻射，使計算機設(shè)備產(chǎn)生的輻射不易被接受復(fù)現(xiàn)。干擾器產(chǎn)生的電磁輻射不應(yīng)超過EMI(電磁干擾)標(biāo)準(zhǔn)；二是將處理重要信息的計算機放在中間，四周放一些處理一般信息的設(shè)備，讓這些設(shè)備產(chǎn)生的電磁泄漏一起向外輻射。

(3)電磁屏蔽。屏蔽技術(shù)是將計算機設(shè)備置于屏蔽室中，達(dá)到防止電磁輻射的目的。該技術(shù)是所有防輻射技術(shù)手段中最為可靠的一種。屏蔽技術(shù)的另一種方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃裝在電子設(shè)備顯示窗上，可以解決顯示窗信息泄漏問題。有統(tǒng)計測試表明，如果電磁波輻射量是100％，那么防信息泄漏玻璃可以將89％的信息通過地線導(dǎo)入地下，再將10％的信息反射掉，剩下的漏網(wǎng)信號不足1％，這就無法還原成清晰完整的信息，從而達(dá)到保密的目的。

(4)濾波技術(shù)。濾波技術(shù)是對屏蔽技術(shù)的一種補充。被屏蔽的設(shè)備和元器件并不能完全密封在屏蔽體內(nèi)，仍有電源線、信號線和公共地線需要與外界連接。因此，電磁波還是可以通過傳導(dǎo)或輻射從外部傳到屏蔽體內(nèi)，或從屏蔽體內(nèi)傳到外部。采用濾波技術(shù)，只允許某些頻率的信號通過，而阻止其它頻率范圍的信號，從而起到濾波作用，有效地抑制傳導(dǎo)干擾和傳導(dǎo)泄漏。

(5)光纖傳輸。光纖傳輸是一種新型的通信方式。光纖為非導(dǎo)體，可直接穿過屏蔽體，不附加濾波器也不會引起信息泄漏。光纖內(nèi)傳輸?shù)氖枪庑盘?，不僅能量損耗小，而且不存在電磁信息泄漏的問題。若干年內(nèi)還不可能從光纖外部竊取并還原信號。同其它傳輸方式相比，光纖具有容量大、安全、可靠、傳輸信息量大及抗干擾能力強等優(yōu)點。

4　結(jié)語

在信息時代的今天，任何國家的政治、軍事、外交斗爭都離不開信息，信息安全保密已成為國家安全戰(zhàn)略的一個重要組成部分。信息安全保密是一項系統(tǒng)工程，電磁輻射泄漏也一樣，任何單一的防護(hù)措施都不是萬無一失的。要根據(jù)不同系統(tǒng)的特點采用與之相適應(yīng)的最佳防護(hù)措施進(jìn)行綜合防護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備板;電磁兼容;設(shè)計與實踐

1.電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計的總體布局

1.1 平面布局

在印制電路板平面布局上，首先需要考慮PCB尺寸的大小問題，不宜過長也不宜長短。一般PCB尺寸長寬比例保持3：2左右即可。當(dāng)出現(xiàn)電路板尺寸大于210mmX160mm時，必須要考慮到電路板在工作中的機械強度。其次需要區(qū)置噪聲源、模擬電路以及數(shù)字電路，劃分高、低頻率，注重器件的強弱信號問題。此外，在各功能不同的電路核心元件上，需要保持方向的同一性，排列緊密整體[1]。相互之間容易產(chǎn)生干擾的元器件不能放在相鄰的位置，避免信號的耦合。最后需要拉大具有高電位元器件之間的距離，消除因為放點而引發(fā)短路、失火等等不良后果。對于高壓的元器件需要放置在不容易觸及的地方，同時用絕緣物質(zhì)加以隔絕。

1.2 元器件布局

元器件布局需要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，不同類型的元器件需要分開管理，保障每個元器件之間不會發(fā)生相互的物理干擾。對于重量大于20kg的元器件，需要用適當(dāng)?shù)闹Ъ芄潭ㄗ?，然后焊接上牢靠。如果有大型重量以及發(fā)熱量高的特殊元器件，不能夠直接裝在印制板上，而是需要裝在整個機體的底板之上，同時對于散熱采取適當(dāng)?shù)拇胧h(yuǎn)離其他一般元器件[2]。而對于可調(diào)元器件例如可變電容器、微型開關(guān)、電位器以及可調(diào)節(jié)的電感線圈等等，在布局時需要考慮到整個機體的結(jié)構(gòu)。對于機內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)該放置于印制板上方，方便日常操作。對于機外調(diào)節(jié)，放置的位置需要考慮調(diào)節(jié)鈕與機箱面板相一致。

1.3 電磁兼容設(shè)計中的布線

1.3.1 布線通用規(guī)則

PCB布線的總體原則主要是先布時鐘以及敏感的信號線，然后是高速的信號線，最后才是一般和不重要的信號線。對于以減少輻射干預(yù)為目的，則需要最大程度上選取多層板，而內(nèi)層作為地線層和電源層，從而減低電路中電阻的大小，消減公共阻抗的噪聲。信號線形成的一種均勻接地面、擴大接地面的電容，可以有效的抑制住空間輻射的能力[3]。在高頻率的情況之下，電源線、印制板走線以及地線都會成為發(fā)射干擾和接受之間的小天線，為了降低這種干擾通常的做法是減少電源線、印制板走線以及地線自身的高頻阻抗，外加濾波電容。這就要求各種各樣的印制板走線必須要短、粗以及均勻。另外，電源線、印制板走線以及地線需要在印制板上排列得當(dāng)，通過控制線的短粗來降低信息號和回線之間所形成的一個特有環(huán)路面積。

1.3.2 注意事項

PCB布線所要注意的事項首先要保障輸出的電流保持同一個方向，通過這種平行的布局來消除電磁場的干擾。同時還要保持整個線路的連續(xù)性，導(dǎo)線勻稱。對于拐角處的導(dǎo)線夾角應(yīng)該保持在90度以上，杜絕環(huán)形走線情況。另外，時鐘信號的走線方式需要盡可能的靠近地線回路。最后，對于大型的發(fā)熱元器件以及大電流的陰線，需要避免使用銅箔，否則當(dāng)出現(xiàn)受熱時間長時，銅箔特別容易發(fā)生膨脹以及脫離，影響電路板的正常運行[4]。如果出現(xiàn)了必須使用大面積的銅箔，不妨采用柵格形狀，這樣有利于受熱氣體的快速排放。

2.電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計中的電源設(shè)計

2.1 電源去耦濾波設(shè)計

在實際操作過程中發(fā)現(xiàn)，最有效的電源電源去耦濾波方法是在交流電源的進(jìn)線處安裝濾波器，這樣可以很好的避免導(dǎo)線之間的相互耦合或者是其他的原因形成環(huán)路。對于濾波器的輸出以及輸入線需要分別從PCB的兩端引出，同時兩端的引線需要盡可能的短。這樣做可以減少噪聲以及跨板之間的浪涌電流[5]。此外，在保障電路補償目的的前提之下，可以適當(dāng)?shù)倪x取一些去耦電容值小、貼片電容引線的電感強度小的電件，不但可以減少電源的噪聲，而且還可以提升性能。

2.2 電源保護(hù)設(shè)計

在電源保護(hù)設(shè)計上，包括了過壓力保護(hù)、緩啟動保護(hù)、欠壓報警以及過流保護(hù)等設(shè)計。印制電路板的電源可以用于適當(dāng)軟度的保險絲來實現(xiàn)過流上的保護(hù)。但是在實際操作過程中發(fā)現(xiàn)，保險絲在發(fā)生工作的工程中，因為熔斷時會影響到其他的元器件正常工作，為此還需要設(shè)計相應(yīng)的輸入電壓來保護(hù)電容。最后，為了杜絕意外事故導(dǎo)致過壓損害元器件的情況發(fā)生，需要加入一些電管、壓敏的電阻等等保護(hù)元件器，通過在配電線路和地電位之間形成一個等電位，最終達(dá)到過壓保護(hù)的目的。

3.電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計中的接地設(shè)計

電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計中的接地設(shè)計需要考慮以下三個方面。首先對于接地線需要盡可能的粗，至少應(yīng)該保障通過三倍與PCB板的特定電流，從而以此來提升抗噪聲的性能。萬一在操作過程中使用了大面積的銅箔來鋪設(shè)地線，那么需要盡量避免“死銅”的現(xiàn)象發(fā)生[6]。將同種功能電路銅用較粗的導(dǎo)線連接在一起，就可以很好的減少噪聲。第二，數(shù)字地線和模擬地線必須要分開。對于低頻率的電路應(yīng)該采取單點和并聯(lián)的方式接地。當(dāng)在實際布線有困難出現(xiàn)時，可以部分串聯(lián)后在并聯(lián)，最后接地。而對于高頻電路則需要采取多的串聯(lián)接地，地線的選擇需要短粗型。高頻元器件四周需要使用銅箔，并且程柵格形狀。最后，接地線需要構(gòu)成一個閉環(huán)電路[7]。因為數(shù)字電路組成的印制板，通過接地線路構(gòu)成的大型圓環(huán)路，可以消弱噪聲強度。

4.結(jié)束語

電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計是一個理論和實踐相結(jié)合的工作，需要大量的理論支撐以及反復(fù)的實際操作實踐。研究發(fā)現(xiàn)，印制電路板的性能好壞直接關(guān)系到電子設(shè)備質(zhì)量[8]。為此，在電子設(shè)備板以及電磁兼容設(shè)計與實踐的過程中，不僅需要慎重選擇元器件以及電路的設(shè)計，而且還要充分考慮到電磁兼容的問題。本文首先從平面布局、元器件布局以及電磁兼容設(shè)計中的布線等方面論述了總體布局，而后對電子設(shè)備板及電磁兼容設(shè)計中的電源設(shè)計、接地設(shè)計進(jìn)行了深入的闡述。通過這種實踐經(jīng)驗總結(jié)的方式，可以為今后電磁兼容設(shè)計上提供一個良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[5]張琳.印制電路板設(shè)計中的布局與布線[J].赤峰學(xué)院學(xué)報，2009，25（11）：14-15.

[6]徐紅勇，王麗芳.印制電路板的電磁兼容問題[J].電子工藝技術(shù)，2011，22（4）：11-12.

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關(guān)鍵詞：通信電源;電磁兼容性;分析測試;改進(jìn)設(shè)計

中圖分類號：TN98

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2011）06-0280-01

1 通信開關(guān)電源的電磁兼容性問題與測試分析

1.1 電磁兼容性問題分析

通信開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)狀態(tài)下,其引起電磁兼容性問題的原因是相當(dāng)復(fù)雜的。電磁兼容產(chǎn)生的三個要素分別為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。用于整流及續(xù)流的開關(guān)二極管,是產(chǎn)生高頻干擾的一個重要原因。不正確地使用濾波電容及引線過長,也是產(chǎn)生電磁干擾的一個原因。

通信開關(guān)電源由于功率密度高、智能化程度高,帶MCU微處理器,因而,其中有從高至近千伏到低至幾伏的電壓信號,從高頻的數(shù)字信號至低頻的模擬信號,電源內(nèi)部的場分布相當(dāng)復(fù)雜。PCB布線不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、電源線輸入濾波不合理、輸入輸出電源線布線不合理及CPU、檢測電路的設(shè)計不合理,均會導(dǎo)致系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定或降低對靜電放電、電快速瞬變脈沖群、雷擊、浪涌及傳導(dǎo)干擾、輻射干擾及輻射電磁場等的抗擾性能力。

1.2 電源電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和測試

我國通信電源執(zhí)行的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)基本參照了IEC61000系列、EN55022、EN50091-2：1996等國際和歐洲標(biāo)準(zhǔn)。我國對通信電源電磁兼容執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有：GB9254-1998“信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法”、YD/T983-1998“通信電源設(shè)備電磁兼容性限值及測量方法”、GB/T14745-93“信息技術(shù)設(shè)備不間斷電源通用技術(shù)條件”。電磁兼容性的研究,一般運用CISPR16及IEC61000中規(guī)定的電磁場檢測儀器及各種干擾信號模擬器、輔助設(shè)備,在標(biāo)準(zhǔn)測試場地或?qū)嶒炇覂?nèi)部,通過詳盡的測試分析、結(jié)合對電路性能的理解改進(jìn)來進(jìn)行分析研究。傳導(dǎo)和輻射騷擾電壓限值,抗擾度等級和判定準(zhǔn)則尚未明確規(guī)定。

近年來進(jìn)口的國外大、中型UPS不間斷電源在國外電磁兼容檢測機構(gòu)測試時執(zhí)行的是EN50091-2:1995歐洲標(biāo)準(zhǔn),在我國新的國標(biāo)未制定之前,參照國際或歐洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測是可行的,對大型(額定輸出電流大于400A)UPS輻射騷擾場強技術(shù)要求和限值,歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)正在做進(jìn)一步的研討修定,如提出采用30m距離法給定測量結(jié)果等,傳導(dǎo)騷擾的限值也正在考慮中。

測試中,UPS的工作狀態(tài)應(yīng)滿足下列條件：額定輸入電壓;普通操作模式;額定輸出功率的線性負(fù)載。

①靜電放電抗擾度測試：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：IEC 801-2:1991,最低要求：3級,判定準(zhǔn)則：B類;

②射頻電磁場抗擾度測試：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：IEC 801-3:1984,最低要求：2級,判定準(zhǔn)則：A類;

③電快速瞬變脈沖群抗擾度測試：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：IEC 801-4:1988,最低要求：2級,判定準(zhǔn)則：A類,這項測試應(yīng)該在所有電源線和長度超過3m的電池連接線上進(jìn)行;對于I/O信號和控制信號電纜的測試電平要被2除。測試應(yīng)使用耦合鉗,最小持續(xù)時間為1分鐘。

④浪涌(沖擊)抗擾度測試：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為IEC 801-5;

⑤低頻信號抗擾度測試：工作中的UPS應(yīng)耐受電源線上的低頻信號傳導(dǎo)騷擾,依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEC1000-2-2,其詳細(xì)描述在標(biāo)準(zhǔn)的附錄D中。

2 通信開關(guān)電源的電磁兼容性改進(jìn)設(shè)計

除雷擊浪涌、ESD及EFT指標(biāo)外,其它抗擾度指標(biāo)均比較容易達(dá)到要求。電磁干擾指標(biāo)如傳導(dǎo)干擾及輻射干擾指標(biāo),由于很難滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求,是目前電磁兼容性研究的熱點,通信開關(guān)電源的前級運用最先進(jìn)的有源功率因數(shù)校正技術(shù)加無損吸收電路,后級DC-DC采用零電壓零電流(ZVZCS)相移諧振軟開關(guān)技術(shù)或雙管正激無損吸收軟開關(guān)技術(shù),通過專業(yè)的電源輸入輸出濾波器設(shè)計及防雷設(shè)計,以及對整機的安全性、數(shù)字接口電路的抗靜電設(shè)計及抗快速瞬變脈沖群設(shè)計,對整機結(jié)構(gòu)恰到好處的電磁屏蔽設(shè)計,不僅使整機內(nèi)部的電磁環(huán)境良好,工作穩(wěn)定,可靠性提高,也使通信開關(guān)電源對外的電流諧波、電起伏和閃爍、傳導(dǎo)干擾及輻射干擾達(dá)到或超過CISPR22標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A級要求。輸入交流電源線能夠承受至少±6KV(1.2/50us與8/20us的綜合波)浪涌電壓干擾,直流電源線能夠承受至少±2KV的浪涌電壓;整機外部能夠承受至少±8KV的靜電放電(ESD)干擾、至少±4KV的電快速瞬變脈沖群(EFT),以及3V/m的高頻電磁場干擾,300A/m的工頻磁場干擾。寬廣的交流輸入電壓范圍,使整機的電壓跌落、電壓瞬變及電壓短時中斷等干擾過后,開關(guān)電源能夠正常工作。

3 總結(jié)

要徹底消除設(shè)備的電磁干擾及對外部一切電磁干擾信號不敏感是不可能的。只能通過系統(tǒng)地制訂設(shè)備與設(shè)備之間的相互允許產(chǎn)生的電磁干擾大小及抵抗電磁干擾的能力的標(biāo)準(zhǔn),才能使電氣設(shè)備及系統(tǒng)間達(dá)到電磁兼容性的要求。實現(xiàn)通信開關(guān)電源的電磁兼容,要限制由負(fù)載線、電源線產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾及由空間傳播產(chǎn)生的輻射電磁場干擾量,使之能與處于同一環(huán)境中的其它電信設(shè)備均能夠正常工作,互不產(chǎn)生干擾。

參考文獻(xiàn)

［1］葉小舟.通信設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計［J］.電子質(zhì)量，2005,（2）.

［2］周宏,黃盛霖，王曉偉.開關(guān)電源的電磁兼容分析及改進(jìn)［J］.艦船電子對抗，2005,(2).

篇6

【關(guān)鍵詞】電磁兼容性;設(shè)計應(yīng)用;電子技術(shù)

引言

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，使服務(wù)器被廣泛地應(yīng)用于銀行、通信、電力以及國防等領(lǐng)域。電磁兼容學(xué)科設(shè)計的相關(guān)理論非常廣，包括數(shù)學(xué)、電磁場理論、信號分析以及材料科學(xué)等。作為一門高精尖的綜合性學(xué)科，電磁兼容學(xué)科與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及質(zhì)量控制等息息相關(guān)。探討與電磁兼容設(shè)計相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，對保障電子設(shè)備的安全運行具有重要作用。

1.電磁兼容性的基本理論

電磁兼容作為一門新興學(xué)科，是電子電器設(shè)備廣泛應(yīng)用的產(chǎn)物。電磁兼容性（EMC）主要是指電子設(shè)備或電子系統(tǒng)在電磁環(huán)境中符合要求運行，并不會對該環(huán)境中的其它任何設(shè)備產(chǎn)生一定的干擾。通常，電磁兼容性主要包括兩個方面的要求。一方面是指電子設(shè)備在正常的運行過程中，對電磁環(huán)境所產(chǎn)生的干擾不會超過極限值;另一方面是指一些器具對其自身所存在的環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗干擾性。從電磁兼容性的角度出發(fā)，設(shè)計人員在對電子產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計時，不僅需要考慮其是否滿足產(chǎn)品的功能要求，而且還要考慮該產(chǎn)品是否具有相關(guān)法律法規(guī)所規(guī)定的抗干擾能力。

所有的電磁干擾的形成基本上都是由三個基本要素組合而成，分別是電磁干擾源、對該干擾能量較為敏感的設(shè)備接受體以及將電磁干擾源傳輸?shù)浇邮阵w的媒介[1]（如圖1所示）。

圖1 電磁干擾三元素

其中，電磁干擾源大多數(shù)是指一些產(chǎn)生干擾的元件、器件以及自然界的某些現(xiàn)象等。對干擾能量較為敏感的設(shè)備接受體即指一些容易對電磁干擾產(chǎn)生響應(yīng)的相關(guān)設(shè)備。媒介通道則多指能夠?qū)⑺邮盏哪芰繌母蓴_源耦合到與之相關(guān)的敏感設(shè)備上，同時也會對這些敏感設(shè)備產(chǎn)生一定響應(yīng)的通道，通常指一些線纜和空間電磁波傳輸煤質(zhì)[2]。以上三要素是電磁干擾中必不可少的部分，對促進(jìn)電子設(shè)備的安全運行具有重要作用。設(shè)計人員在對電磁兼容性進(jìn)行設(shè)計時，需要充分地考慮這三個元素，并需要通過綜合地應(yīng)用屏蔽、濾波以及匹配等措施來消除或減少三個要素或某個要素對電磁兼容性的干擾。

2.電磁兼容設(shè)計相關(guān)應(yīng)用技術(shù)分析

伴隨著各種電子系統(tǒng)和電子設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，使數(shù)字電路工作的速度不斷地提高，進(jìn)而導(dǎo)致電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜。因此，大多數(shù)用戶對電磁兼容性提出了相關(guān)的技術(shù)要求，以保障相關(guān)的系統(tǒng)能夠正常地運行。筆者在此主要探討的是與電磁兼容設(shè)計技術(shù)相關(guān)的濾波技術(shù)。當(dāng)人們在對電磁兼容性進(jìn)行測試時，時常會發(fā)現(xiàn)測試與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生差異，此時只需要將其中的一根或者幾根電纜拔掉，就能夠在一定程度上改善測試的結(jié)果。尤其是在金屬屏蔽機箱中，如果檢驗人員穿過屏蔽體的導(dǎo)線，則極易出現(xiàn)向外發(fā)射導(dǎo)致輻射發(fā)生測試的結(jié)果與實際情況不相符合，因此需要在電纜的斷口處安裝一個濾波器。設(shè)計人員在對電磁兼容性進(jìn)行設(shè)計時，需要經(jīng)常使用到濾波器作為器件，幫助對信號進(jìn)行篩選和過濾，只留下有用的信號，且對系統(tǒng)無用的信號會產(chǎn)生一定的衰減作用，以減少對系統(tǒng)運行的不利影響。

依照干擾電流的流動路徑，我們可以發(fā)現(xiàn)干擾電流一般可以分為共模電流和差模電流。前者主要是指干擾電流在電纜的運行過程中，所有的信號數(shù)據(jù)與信號線上的相位基本保持一致，在電纜和大地之間會形成一種回路流動狀態(tài)。后者主要是指干擾電流在電纜中的信號線與信號線之間或者電源線中的火線與零線之間的流動[3]。其中，共模和差模的輻射原理，可以參照下面的公式得出：

公式1：（差模輻射計算公式）

（公式說明：E表示的是差模輻射，F(xiàn)表示的是差?；芈返拿娣e，I表示的是差模電流的強度大小，G表示的是差模電流的頻率大小，R表示的是測試點與差模環(huán)路之間的距離大小。）

公式2：（共模輻射計算公式）

（公式說明：E表示的是共模輻射，L表示的是共模電流所流經(jīng)的電纜長度，G表示的是共模電流頻率大小，R表示的是測試點與共模路徑之間的距離大小。）

從以上的公式中，我們不難發(fā)現(xiàn)，共模電流不會對電路的正常工作產(chǎn)生影響，相反，差模電流則會在一定程度上影響電路的正常工作。當(dāng)運行的電纜上存在共模電流，電纜會自動地產(chǎn)生很強的電磁發(fā)射，其中會對相應(yīng)的電子產(chǎn)品產(chǎn)生一定的干擾，或者對電子產(chǎn)品周圍的設(shè)備產(chǎn)生不同程度的干擾。

同時，濾波器在設(shè)計的過程中還需要考慮的一個技術(shù)參數(shù)為插入損耗。該技術(shù)參數(shù)主要體現(xiàn)的是在電路中所發(fā)揮的衰減作用。當(dāng)插入損耗越大，濾波器的效果就越明顯。因此，設(shè)計人員在保證濾波器的安全前提下，應(yīng)該盡可能地實現(xiàn)高插入損耗。在系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)未接入濾波器時，接收機所測得的信號源的輸出電壓會降低。設(shè)計人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計過程中，需要充分地關(guān)注濾波器的插入損耗問題。

3.結(jié)語

綜上所述，新技術(shù)、新工藝以及新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，對電磁兼容性的相關(guān)設(shè)計技術(shù)也提出了一定要求。因此，在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要充分地考慮電子系統(tǒng)或電子設(shè)備電磁兼容性問題，并通過相關(guān)技術(shù)改善系統(tǒng)的性能，為系統(tǒng)設(shè)備的安全運行提供良好保障。

參考文獻(xiàn)

[1]潘其良.網(wǎng)絡(luò)適配器靜電放電問題分析[J].工業(yè)控制計算機.2011（03）.

篇7

關(guān)鍵詞：計算機；電磁輻射；防范研究

中圖分類號：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 07-0000-01

Analysis and Prevention of Computer Electromagnetic Radiation

Huang Jian

(Xihua University,Chengdu610039,China)

Abstract:Current computer has been applied to all areas of our society,it plays an invaluable role in our work,study and life,when it provides us with efficiency and convenience,but also brings the dangers of electromagnetic radiation.Firstly,this paper discusses the dangers of electromagnetic radiation of the computer;then proposing a set of practical preventive measures to solve the computer's electromagnetic radiation.

Keywords:Computer;Electromagnetic radiation;Study of prevention

一、引言

地震造成的日本福島核電站泄露產(chǎn)生的核輻射已經(jīng)讓我們感受到了輻射的危害性，但在我們身邊還存在一種更為常見卻容易被我們忽視的輻射――計算機電磁輻射?，F(xiàn)代社會計算機技術(shù)日益發(fā)達(dá)，計算機在人們生活中扮演著越來越重要的角色，據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前全球個人計算機擁有量逾10億臺，人們的工作、生活、學(xué)習(xí)越來越離不開計算機，但它在給使用者帶來便利的同時，也產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，其中電磁輻射就是其中之一。一般認(rèn)為電磁輻射是指電磁波通過空間或媒質(zhì)傳遞能量的一種物理現(xiàn)象，據(jù)悉任何帶電體周圍都存在磁場，磁場產(chǎn)生電磁波，過量的電磁輻射會造成電磁污染，危害被輻射物體。計算機作為人們的近身電磁輻射源頭，其微處理器、光驅(qū)、硬盤、顯示器、顯卡、鍵盤、鼠標(biāo)等硬件都會在正常工作時產(chǎn)生電磁輻射，造成環(huán)境污染，危害人體，泄露機密信息，因此我們在冷靜觀察，深入研究的基礎(chǔ)上，必須找出一套抑制計算機電磁輻射的有效對策。

二、計算機電磁輻射的危害

當(dāng)前計算機電磁輻射已成為家庭、辦公室、會議室等地點首要污染源。文章認(rèn)為計算機電磁輻射主要體現(xiàn)在直接危害人體、影響周圍其他設(shè)備正常運轉(zhuǎn)及泄露機密信息等方面。

（一）直接危害人體健康。計算機已經(jīng)深入我們生活的各個角落，我們幾乎每天都在接觸計算機，尤其是公司、企業(yè)員工、學(xué)生、教師等常用計算機的主體。由于人體會產(chǎn)生對電磁波十分敏感的生物電，所以電磁輻射對人體會造成直接危害，它主要通過熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)危害人體。其中，熱效應(yīng)會引起人體中樞神經(jīng)和植物精神系統(tǒng)的功能障礙，主要表現(xiàn)為頭暈耳鳴、失眠多夢、健忘等癥狀。非熱效應(yīng)會導(dǎo)致困乏嗜睡、食欲不振、記憶力下降、焦躁不安等情況。

（二）影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。家庭、辦公室、會議場所等除了使用計算機，還會使用諸如空調(diào)、冰箱、電視、投影儀、音響、固定電話、手機等其他電器或電子產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品與計算機一樣在運行中會產(chǎn)生自身的電磁波空間，如果彼此距離較近，空間區(qū)域發(fā)生重疊，會造成相互干擾，由于計算機的電磁波較強，尤其是顯示屏的電磁輻射較強，會給其他電器造成較強干擾，影響其他電器或電子設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，同時還會影響其壽命，因此，當(dāng)多種電器設(shè)備或電子產(chǎn)品同時使用時，一定要注意彼此之間的距離，盡量減少電磁輻射的互相干擾。

（三）容易導(dǎo)致信息泄露。伴隨科學(xué)信息技術(shù)的快速發(fā)展與人們工作、學(xué)習(xí)、生活的節(jié)奏加快，計算機已運用于社會各個領(lǐng)域，信息化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化成為計算機時代的顯著特征。由于計算機的強大功能，因此使用者會使用其處理并存儲十分重要的信息數(shù)據(jù)，尤其對于軍事、公安、金融、成功人士等使用計算機的主體，一旦信息泄露，將會造成不可估量的損失，尤其近幾年連發(fā)個人信息、銀行儲戶信息失竊的案件，導(dǎo)致使用者對計算機的保密能力提出懷疑，因為信息數(shù)據(jù)泄密的途徑之一就是電磁輻射，計算機作為信息處理設(shè)備，其使用高頻信號傳導(dǎo)，信號頻率可達(dá)幾千兆，這種電磁輻射信號在釋放過程中會攜帶大量計算機內(nèi)部信息，容易被人截獲并破解，因此給計算機信息數(shù)據(jù)的安全構(gòu)成極大威脅。

三、計算機電磁輻射的防范

（一）針對輻射的源頭對策。對于計算機的使用者來說，降低或消除計算機的電磁輻射的源頭對策莫過于購買低電磁輻射、屏蔽良好的計算機產(chǎn)品了。首先，若購買臺式計算機，選擇質(zhì)量較好，屏蔽性能良好的主機機箱十分必要。諸如鍍鋅銅板、鋁合金材質(zhì)、布局結(jié)構(gòu)設(shè)置合理：USB接口、通風(fēng)口、擋板、內(nèi)置散熱風(fēng)扇等位置設(shè)計科學(xué)的機箱；其次，在主機、內(nèi)存條、硬盤的選擇上，盡量購買品牌產(chǎn)品，尤其耗電少，主機材質(zhì)佳，運行過程中產(chǎn)生較少電磁輻射的計算機部件；再次，在選擇顯示器方面，盡量選擇購買LCD顯示器，如沒有特殊需要，購買較小屏幕尺寸，能滿足工作、生活、學(xué)習(xí)需要即可，不必購買很大尺寸的顯示屏，同時在使用過程中，可以在顯示屏上加貼防輻射薄膜，減少電磁輻射的傳導(dǎo)。

（二）抑制輻射的距離對策。為了降低電磁輻射對人體的危害及對周圍電器設(shè)備或電子設(shè)備的干擾，對其保持一定的距離是一種十分有效、簡單可行的方法。抑制輻射的距離對策主要從空間距離和時間距離實施。

（三）降低輻射的其他對策。除了上述兩種方法外，降低輻射危害的方法主要還有干擾法、屏蔽法與飲食法。第一、干擾法。干擾法主要適用于數(shù)量較少、布局分散的計算機，使用干擾機來模仿計算機電磁波輻射頻率，從頻段和幅度上干擾計算機電磁波段，使得截獲信息數(shù)據(jù)頻段的第三方無法進(jìn)行正確解碼。第二、屏蔽法。屏蔽法是防范近場感應(yīng)與遠(yuǎn)場輻射，降低電磁輻射傳播的有效方法，其原理是使用導(dǎo)電性能良好的金屬網(wǎng)或金屬板制成六個面的屏蔽室或屏蔽籠，其將產(chǎn)生電磁輻射的計算機設(shè)備包圍起來，可以減少計算機電磁輻射的傳播。對于高度機密的信息數(shù)據(jù)的處理，最好是在位于地下室的計算機上進(jìn)行，地下室是屏蔽計算機電磁傳播的十分有效的措施。第三、飲食法。飲食法降低電磁輻射主要通過食用一些有助于防輻射的食物來進(jìn)行，如富含抗氧化活性物質(zhì)的食物：油菜、菠菜、芹菜等；富含較遠(yuǎn)彈性物質(zhì)的食物：如紫菜、海參、海帶、動物皮肉等；此外，喝茶也可以降低電磁輻射的危害，因為茶葉富含防輻射物質(zhì)因子。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜元林,江肇蓮.計算機的電磁輻射及其抑制[J].宇航計測技術(shù),1995,1

[2]張漢武.科學(xué)防范電磁輻射[J].中國保健營養(yǎng),2010,5

[3]孫燕.電磁輻射的危害及防護(hù)[J].安全,2010,3

篇8

關(guān)鍵詞：交直流混合電網(wǎng)；電磁暫態(tài)仿真；模型構(gòu)建

中圖分類號：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）26-0107-04

1 概述

我國的能源需求在地理分布上并不均勻，因此建設(shè)特高壓以及超高壓的骨干網(wǎng)架，是電力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。當(dāng)前，隨著電力建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展，高壓直流輸電已經(jīng)逐步被引入到跨區(qū)域的輸電系統(tǒng)之中，交直流混合電網(wǎng)項目也逐步在全國各地上馬動工。然而應(yīng)該看到的是：這種輸電的模式一方面能夠為國家經(jīng)濟(jì)與電網(wǎng)企業(yè)帶來明顯的效益，另一方面也使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜化，并為其在技術(shù)上的發(fā)展與管理上的模式帶來了新的挑戰(zhàn)。在交直流混合電網(wǎng)中，直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)最大的區(qū)別就在于其特殊的運行特性，例如基于直流的輸電模式，其控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間普遍短于交流系統(tǒng)，直流輸電往往能夠在毫秒級別的時間之內(nèi)完成響應(yīng)，因此在交流系統(tǒng)的交織下，可以把直流輸電模式看作一個典型的大負(fù)荷。正是由于直流輸電具備與眾不同的運行特點，并且能夠傳輸相對較大的功率，因此在交直流混合電網(wǎng)中由于交流和直流的互相作用，便可能面臨各類難以解決的技術(shù)難點。包括：如果處于直流輸電網(wǎng)絡(luò)范圍之內(nèi)的交流部分出現(xiàn)故障或者障礙時，便有可能導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)中換流器無法實現(xiàn)正常換相。在換相的過程里，涉及到復(fù)雜度比較高的電氣量變化，會在很大程度上影響其附近的繼保設(shè)備，甚至使之誤動。因此，如何提高大規(guī)模交直流電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，是一個亟待解決的問題。本文以山東電網(wǎng)為例，分析其在納入直流輸電模式之后，一旦電網(wǎng)中的直流系統(tǒng)發(fā)生故障，有可能為交流帶來何種影響。并以含國家電網(wǎng)公司達(dá)標(biāo)投產(chǎn)的重點工程，也是全國第一條±660千伏電壓等級的輸電工程――寧東至山東±660千伏的交直流混合電網(wǎng)為例，對其電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行構(gòu)建與分析，首先進(jìn)行交流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真模型分析，包括數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與錄入以及電磁暫態(tài)仿真模型的搭建，然后對直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行分析，包括直流系統(tǒng)基本概況的介紹以及各類設(shè)備參數(shù)的選擇，最后在此基礎(chǔ)上闡述了電網(wǎng)混合系統(tǒng)潮流、短路電流的調(diào)節(jié)的思路。本文的成果可以給交直流混合輸電網(wǎng)絡(luò)中的故障瞬態(tài)特征分析提供比較好的理論支持與實踐借鑒。

2 交流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真模型分析

對交直流混合電網(wǎng)進(jìn)行仿真，首先應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)源格式的統(tǒng)一化，然后搭建電磁暫態(tài)仿真模型。本研究是基于PSCAD/EMTDC環(huán)境的，因此所有的數(shù)據(jù)均應(yīng)能符合該環(huán)境之下的要求。本部分關(guān)注的是電網(wǎng)中一旦發(fā)生直流輸電系統(tǒng)的障礙或者故障，以其瞬態(tài)特征為研究對象，評估當(dāng)直流換相不成功的時候會為交流保護(hù)帶來怎樣的影響，為其構(gòu)建仿真模型。所以，首先應(yīng)該把基于PSASP的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之成為基于PSCAD的數(shù)據(jù)，從而便于在電力系統(tǒng)仿真分析軟件的環(huán)境中進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真模型的搭建。此類模型的搭建目前的研究成果和實踐案例并不多，因此結(jié)合山東電網(wǎng)的特點以及交直流混合輸電的具體方案，本文通過以下的思路進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真模型的構(gòu)建：第一步：進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，把基于電力系統(tǒng)分析綜合程序的數(shù)據(jù)映射為基于電力仿真軟件PSCAD的數(shù)據(jù)。第二步：結(jié)合電網(wǎng)的具體情況，以典型的電網(wǎng)方案為基準(zhǔn)，構(gòu)建交流仿真模型。在進(jìn)行不同環(huán)境之下格式轉(zhuǎn)換的時候，需要考慮的電器參數(shù)包括網(wǎng)內(nèi)的電源、變壓設(shè)備以及無功補償設(shè)備等。第三步：對程序進(jìn)行調(diào)試，使所構(gòu)建的仿真模型開始運行，同時對于電網(wǎng)中潮流和短路電流分布進(jìn)行調(diào)整，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的電氣環(huán)境保持一致。

2.1 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與錄入

2.1.1 變壓設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程。在PSCAD環(huán)境中，涉及到變壓器設(shè)備電磁暫態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)，需要轉(zhuǎn)換的有：變壓器的容量、變壓器工作頻率、變壓器繞組方式等等。采用的具體方法為：

（1）對于基于電力系統(tǒng)分析綜合程序的變壓設(shè)備所有繞組的短路電壓參數(shù)，可以將其直接轉(zhuǎn)換為基于PSCAD環(huán)境的中漏電抗。

（2）對于變壓設(shè)備由磁滯損耗和渦流損耗組成鐵耗與銅耗，應(yīng)通過轉(zhuǎn)換，將有名值映射到標(biāo)幺值。舉例來講，電力系統(tǒng)分析綜合程序中，若鐵耗值為24725kW，便能夠映射為PSCAD環(huán)境中的標(biāo)幺值01003495p.u.。如果是將PSASP電力系統(tǒng)分析綜合程序中的銅耗映射到基于PSCAD的環(huán)境，方法是首先將三組短路損耗進(jìn)行求和并除二，獲取其有名值，然后將此有名值映射為標(biāo)幺值。

2.1.2 輸電線路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程：

（1）確定輸電線路模型。由于本研究主要針對的是輸電線路在動態(tài)方面的屬性，所以確定以分布參數(shù)的模型來描述輸電線路。由于是研究電磁暫態(tài)下的屬性，因此經(jīng)過綜合比較，Phase模型適用于頻率變化范圍較大的環(huán)境，因此本研究以Phase模型作為線路模型的描述與仿真方式。

（2）確定輸電線路參數(shù)。在基于PSCAD的分析模式下，我國大部分地區(qū)的超高壓及以上電網(wǎng)均為水平排列方式；在Phase環(huán)境里涉及到的輸電線路數(shù)據(jù)包括：輸電桿塔的高度、電力線路以及接地線，這些數(shù)據(jù)均應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對輸電數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換的方法是：第一步：對輸電線路的物理參數(shù)進(jìn)行確定，并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的修正，保證電力系統(tǒng)分析綜合程序中所獲取的輸電線路參數(shù)和基于PSCAD環(huán)境的參數(shù)保持一致。第二步：對于接地線涉及的土壤電阻率，則首先選定其缺省值，然后結(jié)合具體情況作出必要的調(diào)整。在做好以上步驟之后，PSCAD支持通過物理參數(shù)獲取所對應(yīng)的電氣參數(shù)。

2.1.3 無功補償數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程。在對混合電網(wǎng)的無功補償進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時，必須了解的數(shù)據(jù)包括無功補償裝置的一些主要參數(shù)，例如電容值以及電抗值等等。所以必須把電力系統(tǒng)仿真分析軟件之下的此類參數(shù)的標(biāo)幺值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之成為電容值以及電抗值。一般情況下，高壓輸電采用的接線方法均為星形接線。因此本研究也將星形接線方式作為無功補償裝置電容、電抗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的接線方式。具體思路為：根據(jù)阻抗值計算式以及阻抗基準(zhǔn)計算式，最終經(jīng)過推導(dǎo)，得到無功補償?shù)碾娙葜涤嬎闶綖椋?/p>

電抗值計算式為：

2.2 電磁暫態(tài)仿真模型的搭建

2.2.1 確定電源的主接線。對于電網(wǎng)內(nèi)的大型發(fā)電廠而言，其接線方式均選用了安全性相對較高的單元接線。考慮到該地區(qū)電網(wǎng)之內(nèi)的發(fā)電廠絕大部分的單機容量超過了300MW，因此其電源的主接線全部是單元接線。

2.2.2 確定變電站的主接線。結(jié)合（原）水利電力部西北電力設(shè)計院《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分》的規(guī)定，根據(jù)電網(wǎng)的變電站實際情況進(jìn)行接線方式的設(shè)置，500kV變電站和220kV變電站接線方式有所不同，前者采取的是規(guī)定中的第三類接線方式，后者則為第一類接線方式。如圖1所示：

2.2.3 確定無功補償接線方式。在電網(wǎng)建設(shè)的工程實踐中，以星形接線作為電力電容器組接線方式的最優(yōu)選擇。所以，本研究中，對無功補償裝置選擇了單星形方式。

2.2.4 低電壓電網(wǎng)的等值。為使研究結(jié)論更加明晰，主要將電網(wǎng)里500kV中的直流系統(tǒng)落點以及和直流關(guān)系較大的交流納入等值計算，而其他低等級交流適當(dāng)簡化。對于和直流關(guān)系較大的交流，則精確地納入其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、重要負(fù)荷等內(nèi)容。簡化的前提是不對電網(wǎng)的重要電氣特性造成較大的影響，簡化之后的結(jié)果能夠進(jìn)一步降低仿真的工作量，并在很大程度上增強仿真效率。本研究結(jié)合文獻(xiàn)中成熟的等值法，把電壓級別較低的電網(wǎng)等值為一個獨立負(fù)荷，如下圖2所示：

等值之后，一方面能夠降低電網(wǎng)的復(fù)雜度，另一方面還能突出網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性。

2.2.5 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的確定。在電網(wǎng)網(wǎng)架的確定中，首先將全部500kV等級的變電站以及主力電廠納入，通過等值處理，把220kV電網(wǎng)等值為電壓源，從而構(gòu)建出暫態(tài)仿真模型所需的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

3 直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真模型分析

3.1 系統(tǒng)概況

在基于PSCAD的軟件下，下圖3所示為本研究所涉及的直流輸電系統(tǒng)。系統(tǒng)中的主要部件，包括變壓器、直流線路等全部為詳細(xì)暫態(tài)模型。

3.2 系統(tǒng)參數(shù)的確定

3.2.1 換流變壓器參數(shù)。系統(tǒng)以單相雙繞組作為兩側(cè)換流變壓器，兩側(cè)分別有十二臺主變壓器。結(jié)合工程實踐中直流輸電系統(tǒng)換流站主回路中換流變壓器短路阻抗的參數(shù)選擇原則及方法，將阻抗百分比定位于18%。

3.2.2 平波電抗器參數(shù)。結(jié)合電網(wǎng)建設(shè)工程實踐中的高壓直流經(jīng)驗，對于平波電抗器參數(shù)的計算并無公式可循，需要經(jīng)過一個逐步逼近最佳值的過程值。本研究所關(guān)注的是遠(yuǎn)距離高壓直流輸電，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)以及工程經(jīng)驗，一般將平波電抗器參數(shù)工頻電抗標(biāo)幺值設(shè)置在0.2～0.7的區(qū)間之中。本研究取280mH。

3.2.3 直流線路參數(shù)的確定。由于存在電暈的約束，本文所研究電壓等級的直流線路為避免電暈，必須選擇6分裂導(dǎo)線；為了電磁環(huán)境達(dá)標(biāo)以及可聽噪聲符合相關(guān)行業(yè)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，本文所研究電壓等級的直流線路導(dǎo)線截面應(yīng)高于500mm2，綜合考慮所有因素之后，導(dǎo)線參數(shù)選擇6×500mm2。

3.2.4 控制系統(tǒng)參數(shù)的確定。本研究在確定控制系統(tǒng)參數(shù)時，結(jié)合我國目前比較成熟的高壓直流輸電系統(tǒng)，其在控制系統(tǒng)的配置方面，一般由3個層次組成，分別是：極控制層、換流器層以及單獨控制層。其中，極控制層的功能是分析并轉(zhuǎn)譯由電力調(diào)度部門傳輸來的直流功率相關(guān)指令，對這些指令進(jìn)行必要的分析之后，向換流器控制層傳輸指令；換流器層的主要功能是將來自極控制層的指令進(jìn)行分析和譯碼，使之成為觸發(fā)角指令的格式，并進(jìn)一步傳送至所有的閥組控制部件；單獨控制層的功能是控制換流器的分接頭以及無功補償?shù)鹊?。只有來自高層的指令能夠被下面的層次?zhǔn)確譯碼并執(zhí)行，電網(wǎng)才能協(xié)調(diào)準(zhǔn)確地安全運行，為了實現(xiàn)此目標(biāo)，就應(yīng)該注意到這些場次在響應(yīng)時間上存在著很大區(qū)別，隨著層次變高，其在響應(yīng)時間方面也會變長。舉例來講，對于處于較高層次的極控制層而言，其功率階躍響應(yīng)的時間量級往往是0.1秒，而處于較低層次的換流器層的響應(yīng)時間一般在4毫秒以內(nèi)。

（1）極控制層參數(shù)分析。在本研究的建模過程中，極控制層所需的電流指令是系統(tǒng)預(yù)先給定的，因此在這種情況下不必對電網(wǎng)調(diào)度部門的功率進(jìn)行數(shù)值模擬。因此在本研究中不必對這一層的參數(shù)進(jìn)行分析。

（2）換流器層參數(shù)的確定。在本研究所設(shè)計的輸電系統(tǒng)里，換流器控制一方面屬于斷網(wǎng)的基礎(chǔ)控制功能，另一方面也是技術(shù)的核心，其控制過程是將觸發(fā)脈沖作為指令，實現(xiàn)對電網(wǎng)傳輸功率的配置。

（3）單獨控制層參數(shù)的確定。單獨控制層的主要功能是對變壓器分接頭以及無功補償?shù)冗M(jìn)行控制。其中，對分接頭進(jìn)行控制，具體內(nèi)容是對分接頭的位置進(jìn)行自動調(diào)整，從而精確地將逆變器的關(guān)斷角控制在安全范圍以內(nèi)，在實現(xiàn)此功能時，應(yīng)和換流器本身的控制過程進(jìn)行配合，具體來看，變壓器的分接頭通常有兩種控制模式，分為角度模式與電壓模式。前者的優(yōu)勢在于可以讓換流器在許多類別的運行條件中能夠擁有比較理想的功率因數(shù)。如果電網(wǎng)輸送的直流功率相同，則被換流器所消納的無功一般并不多，則分接頭調(diào)節(jié)的空間變得比較大；而其不足之處在于分接頭的動作過多，因此電網(wǎng)的檢修次數(shù)也增多，耗費了人力物力。此外，目前比較成熟的換流器，其開關(guān)依舊為機械原理，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)的耗時往往多于5秒鐘，可見其響應(yīng)時間并不理想。通常只將角度模式作為電網(wǎng)的備用調(diào)節(jié)方法。綜上所述，考慮到單獨控制層缺點是響應(yīng)時間不理想，因此在進(jìn)行建模的時候并不納入此種功能。

4 混合系統(tǒng)潮流的調(diào)節(jié)

結(jié)合以上的分析，本研究給出交直流混合輸電系統(tǒng)潮流調(diào)節(jié)的步驟：

（1）遵循事先擬定的交直流電網(wǎng)運行模式，在電力仿真軟件的支持環(huán)境下獲取這種運行方式的具體潮流情況。

（2）然后，基于PSCAD的環(huán)境，以第（1）步里完全一樣的交直流混合電網(wǎng)運行方式，不斷對電源出力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)等值負(fù)荷，目的是使電力仿真軟件的支持環(huán)境下與PSCAD環(huán)境下潮流達(dá)到一致。

在PSCAD環(huán)境中設(shè)置負(fù)荷模型時，關(guān)鍵的步驟是選定一些參數(shù)，包括dV/dP、dV/dQ、dF/dP、dF/dQ等，并將其取值區(qū)間設(shè)定為[-5，5]。具體到本研究，將PSCAD環(huán)境中dV/dP、dV/dQ、dF/dP、dF/dQ均設(shè)置為0，含義是恒功率負(fù)荷。同時，對于有功無功的功率均應(yīng)集合具體的潮流進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，從而使潮流分布能夠保持一致。

5 混合系統(tǒng)短路電流的調(diào)節(jié)

在電力仿真軟件的支持環(huán)境下以及在PSCAD中潮流分布大體相同的條件下，對交直流混合電網(wǎng)的短路電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體的過程為：

（1）在電力仿真軟件的支持下，為混合電網(wǎng)設(shè)定特定運行模式，并基于這種模式來獲取三相短路故障的時候全網(wǎng)的短路電流實際分布情況。

（2）進(jìn)入PSCAD的環(huán)境，并設(shè)置單位故障與電力仿真軟件相同，通過對次暫態(tài)電抗的值進(jìn)行漸進(jìn)性的調(diào)整，使電力仿真軟件的支持環(huán)境下與PSCAD環(huán)境下短路電流分布達(dá)到一致。兩種方式之下的短路電流實際分布及誤差比較如下表1所示，可見誤差在工程誤差允許的范圍內(nèi)。

6 結(jié)語

本研究在電力仿真軟件的支持環(huán)境下，研究交直流混合輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，以寧東至山東±660千伏的交直流混合電網(wǎng)為例，在PSCAD環(huán)境下搭建了含直流饋入的電網(wǎng)仿真模型。在仿真模型里對電網(wǎng)所涉及的各類主要設(shè)備進(jìn)行了模擬，包括火力發(fā)電廠、變壓設(shè)備、電力線路等；然后對電網(wǎng)涉及到的電源、電氣接線以及無功補償?shù)仍O(shè)計了其接線。在電力系統(tǒng)仿真分析軟件的支持下，進(jìn)行電網(wǎng)混合系統(tǒng)潮流、短路電流的調(diào)節(jié)。本文的成果有助于提升對于交直流系統(tǒng)的特性分析水平，具有比較好的理論價值與實踐意義。

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篇9

1. 引言

直流電動機與交流異步電動機相比，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、運行維護(hù)困難等缺點，在很多機械設(shè)備上逐步被交流變頻調(diào)速電機取代。但由于直流電機以其優(yōu)良的調(diào)速性能、相對較低的初期投入，加上z4系列直流電動機采用八角形全疊片結(jié)構(gòu)能適應(yīng)靜止整流電源供電，并能承受較高的負(fù)載變化率。因此仍被廣泛地應(yīng)用在機床、造紙、印染、印刷、橡塑機械等行業(yè)。隨著用戶對環(huán)保、設(shè)備精度、電機可靠性等要求的提高，直流電機除了運行的力能指標(biāo)、火花狀態(tài)外，電磁振動和噪音逐步被用戶重視。本文著重對z4直流電機電磁振動和噪音生產(chǎn)的主要原因進(jìn)行分析。

2. z4直流電機電磁振動產(chǎn)生的原因分析

電磁振動與噪音是z4直流電動機生產(chǎn)制造過程中的一個重要控制項。原先因采用直流發(fā)電機組試驗，電磁振動與噪音不合格的電機很多情況下被漏檢出廠。為確認(rèn)電磁振動與噪音是在出廠時就已存在，還是在用戶使用后發(fā)生的。為此，在生產(chǎn)線上改變試驗方法，按照用戶實際運行電源條件，用整流電源代替機組電源進(jìn)行z4電機的出廠試驗項目，發(fā)現(xiàn)部分z4電機存在電磁振動和噪音不合格的問題。盡管出現(xiàn)比列不高，但嚴(yán)重影響了電機合同訂單的交付。因此，查找電磁振動與噪音產(chǎn)生的原因，成為一項十分迫切的任務(wù)。

按照常規(guī)分析，z4直流電機電磁振動產(chǎn)生的主要原因有：鐵芯疊壓不緊、磁場不均衡和線圈松散。

為查找z4直流電動機電磁振動和噪音產(chǎn)生的主要原因，采用更換零部件的逐一排除法，將不合格的零部件換下進(jìn)行解剖分析。經(jīng)過近三個月的不斷測試分析、總結(jié)，終于找到了本公司z4直流電機產(chǎn)生電磁振動的主要原因和次要原因。

2.1 主要原因：磁場不均衡，勵磁線圈匝間。

（1）直流電機勵磁回路和電樞回路通的是直流電，當(dāng)勵磁回路和電樞回路穩(wěn)定運行時，理論上主極鐵芯中的磁場是恒定的。因此當(dāng)勵磁繞組存在匝間短路時，短路線匝中因不存在變化的磁場而不會產(chǎn)生短路電流，也就不會像電樞繞組因匝間短路而快速燒毀，因此常被忽視。但是由于勵磁繞組匝間短路，使磁路產(chǎn)生不對稱，電樞受到了不對稱的磁拉力，電樞撓度增加。

（2）同時，z4直流電機運行時，定子、電樞繞組中通的是由工頻交流電經(jīng)過整流而獲得的直流電。本公司中小型直流電機試驗臺配備的三套電源中，有一套的整流電源與用戶實際使用電源條件相同：勵磁繞組電源采用單相交流50hz 220v、經(jīng)整流變壓器升壓至單相交流50hz 380v，再用單相半可控橋式整流器整流輸出320v直流電。當(dāng)需要不同的勵磁電壓（電流）時，通過調(diào)節(jié)整流模塊中的可控整流元件的導(dǎo)通角來實現(xiàn)。

（3）眾所周知，整流電源的整流原理決定其輸出的直流電中含有一定成份的交流成份，即交流紋波。輸出的直流電壓與全導(dǎo)通的直流電壓比例越小，可控整流元件的導(dǎo)通角越小，交流成份的紋波含量越高。當(dāng)勵磁繞組通以上述整流電源時，電機磁路中的磁場將是變化的，變化的幅度與電源中的交流紋波成份成非線性的正比關(guān)系。當(dāng)勵磁線圈存在匝間時，短路匝線圈中就會產(chǎn)生短路電流，短路匝中感生電流的大小與短路匝占整個線圈匝數(shù)比和電源交流紋波含量成正比例。短路匝線圈感生電流產(chǎn)生的磁場相位與正常線圈的磁場相反。因此，勵磁繞組匝間后，電源中的交流紋波加劇了磁路不對稱，且磁場存在交變成份，使電樞受到含有較大變化幅度的交變的磁拉力作用，電樞在變化的磁拉力的作用下產(chǎn)生電磁振動和噪音。

（4）實際試驗現(xiàn)象驗證上述分析：當(dāng)將一臺存在勵磁線圈匝間的z4電機，用直流發(fā)電機組電源給勵磁回路通電時，電機振動和噪音非常正常；當(dāng)用三相橋式整流電源（交流紋波含量很小）給勵磁回路通電時，電機有輕微的電流聲，振動和噪音合格；當(dāng)用單相整流電源給勵磁回路通電時，電機產(chǎn)生強烈的電磁振動和“嗡嗡”的電磁聲，用測振儀測量接線盒（薄壁件）和鼓風(fēng)機蝸殼上的振動值，振速最大值可達(dá)到8mm/s，嚴(yán)重影響電機的可靠運行和環(huán)保要求。通過對實際有電磁振動的電機統(tǒng)計分析，19臺中有16臺是由于匝間短路造成的電磁振動和電磁噪音異常，比例達(dá)到84.2%。

2.2 次要原因：線圈松散。

（1）z4直流電機勵磁繞組為“口”字型集中式繞組。對于中小型直流電機，勵磁繞組常采用漆包圓銅線繞制。為保證線圈繞制后線圈外形整齊，直線部分不因鼓漲而影響磁極裝配，線圈采用刷漆繞工藝，即線圈繞制時，每繞一層后用毛刷在線圈表面刷絕緣漆，繞完后帶著繞線模放到烘箱中加熱、固化，線圈出烘箱后拆除繞線模轉(zhuǎn)入下道工序，進(jìn)行絕緣包扎、鐵芯裝配、浸漆、烘干等工序。

（2）由于線圈制造、裝配的工序較長，工序質(zhì)量控制不到位，部分線圈存在線匝松動、松散的現(xiàn)象。當(dāng)勵磁線圈有部分線匝松散時，勵磁繞組中通過含有交流紋波的勵磁電流時，相鄰的松散線匝間因電磁力的相互作用而產(chǎn)生線匝振動。對于勵磁電壓較低的電機，勵磁線圈的線規(guī)較粗，松散線匝間的振動通過鐵芯擴散，并釋放電磁噪音。

實際試驗驗證結(jié)果：將一個線圈線匝松散的磁極放到非導(dǎo)磁的桌案上，線圈施加實際運行時單個線圈上的勵磁電壓，松散的線匝產(chǎn)生強烈的振動。

2.3 鐵心疊壓。

如果鐵芯疊壓時，因毛刺超差、疊壓力不符合工藝要求時，磁極鐵芯就會松動。當(dāng)松動的鐵芯套上線圈，線圈中通有交流紋波的電流時，鐵芯中產(chǎn)生的含有交流成份的磁場就會在疊片鐵芯鋼板中產(chǎn)生渦流，鋼板在變化的電磁力作用下，產(chǎn)生電磁振動。

在實際解剖線圈和鐵芯過程中，發(fā)現(xiàn)鐵心疊壓過程質(zhì)量控制較好，未發(fā)現(xiàn)有松動鐵芯的問題而產(chǎn)生電磁振動的實例。

3. 電磁振動的過程控制

針對電磁振動產(chǎn)生的原因，對勵磁線圈的制造過程進(jìn)行跟蹤調(diào)查和分析，找出了有匝間問題和松散的線圈漏檢、下轉(zhuǎn)的失效原因。

轉(zhuǎn)貼于

3.1 有匝間問題線圈漏檢、下轉(zhuǎn)。

（1）按照z4直流電機半成品電氣檢試驗規(guī)范規(guī)定：勵磁線圈必須全檢線圈匝數(shù)，線圈匝數(shù)誤差不超過±0.2%；線圈直流電阻全檢，相對設(shè)計值誤差不大于±10%。

按職責(zé)分工和檢驗流程：繞線工繞線時，匝數(shù)的計量通過繞線機上的機械式或電子數(shù)顯式計數(shù)器計數(shù)。刷漆繞完、烘干后不再自檢匝數(shù)。線圈包絕緣前由專職檢驗員測量匝數(shù)和直流電阻。線圈匝數(shù)用yg—108r匝數(shù)儀測量，該匝數(shù)儀可以測量匝數(shù)、直流電阻，沒有專門的匝間短路警示信號，但可以通過異常的匝數(shù)顯示差異來定性判別線圈是否有匝間短路現(xiàn)象。

圖1

（2）由于線圈制造工序工位多，當(dāng)班檢驗員只有一個，需要兼顧交直流繞線、包線等眾多工序，無法全檢。加上檢驗員錯誤地認(rèn)為：只要用電橋測量線圈直流電阻合格，匝數(shù)可以不測量。這就造成：當(dāng)線圈有不超過10%的線匝短路時，因直流電阻實測值與設(shè)計值的偏差小于10%而被當(dāng)做合格線圈漏檢、下轉(zhuǎn)。

3.2 線匝松散的漏檢、下轉(zhuǎn)。

（1）繞線工序：z4電機磁極線圈刷漆繞制中，由于操作者怕漆四處亂甩，刷漆量不足、刷漆不均勻，尤其直邊部分非塔型側(cè)表層線圈匝間間隙大、匝間粘接力小，造成定型烘干、脫模過程中，線圈表面局部線匝松散。線圈下轉(zhuǎn)包線工序前，未對松散線匝進(jìn)行局部刷漆、二次固化的工作，見下圖1。

（2）包線工序：線圈對地絕緣紙尺寸過寬，包扎后線圈表面絕緣紙為“u”型，圖樣要求為“l”型，造成線圈裝鐵心浸漆時絕緣下面形成氣泡聚集區(qū)，使表層松散線匝無法通過浸漆而得到固化，見下圖2。

圖2

3.3 過程控制改進(jìn)。

針對上述過程控制失效模式，制定了相應(yīng)的控制措施，保證不合格線圈不下轉(zhuǎn)。

3.3.1 繞線工序。

線圈固化定型、脫模后，松散線匝補刷絕緣漆、二次烘干、定型。同時配置手持式電動刮漆器，繞完線后必須線圈刮頭，為檢驗員測量匝數(shù)和直流電阻創(chuàng)造條件。

3.3.2 包線工序。

絕緣紙按規(guī)定尺寸裁切，包扎時絕緣紙不得卷曲成“u”形。保證線圈裝配鐵芯后浸漆時能完全浸透。

3.3.3 線圈檢驗。

對匝數(shù)儀進(jìn)行計量，直流電阻和匝數(shù)均采用yg—108r匝數(shù)儀，不再用電橋測量直流電阻，保證檢驗員能全檢匝數(shù)和電阻。

篇10

關(guān)鍵詞 勝利油田；電網(wǎng)；諧振抑制；措施

中圖分類號TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）107-0140-02

0 引言

勝利油田配電網(wǎng)為小電流接地系統(tǒng)，由于油田生產(chǎn)的特點，配電網(wǎng)的中性點不接地，當(dāng)系統(tǒng)有某些操作時，如發(fā)生單相接地的消失、非同期合閘、運行方式的改變或者投入空載母線時，信號系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)母線電壓不正?；蚪拥馗婢?，但經(jīng)巡檢后沒有明顯的接地，此為“虛幻接地”，主要是由于電壓互感器的激磁阻抗與系統(tǒng)的對地電容形成非線性諧振回路，當(dāng)回路參數(shù)及外界激發(fā)條件形成時，就造成電網(wǎng)發(fā)生鐵磁諧振。鐵磁諧振對電氣設(shè)備的安全運行威脅較大，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，研究鐵磁諧振的抑制，對于提高油田電網(wǎng)的可靠性，保證油田原油生產(chǎn)的正常運行有重大的意義。

1 異常及處理過程

勝利油田電網(wǎng)35/6kV變電站在2013 年7月9日發(fā)生諧振，現(xiàn)象：6kVII段系統(tǒng)發(fā)接地故障信號，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)A相電壓為5.2kV，B相電壓為5.29kV，C相電壓為1.09kV，初步判斷為6kV系統(tǒng)C相接地，之后用小電流接地選線裝置測試后確定為C相接地。隨即匯報調(diào)度，將6KV分段開關(guān)拉開，發(fā)現(xiàn)6kVII段母線正常，6kVI段母線C相接地。大約過了5分鐘，6kVI段母線三相電壓發(fā)生了變化，A相電壓一會為5kV，一會為6kV；B相電壓一會為4kV，一會為6kV；C相電壓一會為1.09kV，一會為0.9kV，電壓指數(shù)來動，消諧器上基頻顯示燈亮，6kVI段PT內(nèi)部有響聲，判斷為6KV系統(tǒng)發(fā)生諧振。

2 電力系統(tǒng)鐵磁諧振的原因分析

2.1 35KV變電站的接線及運行分析

35KV變電站接線屬單母線分段，當(dāng)時運行方式是由35kV史口線供電，I#、II#主變并列運行，6kV母線分別接有1#電機、2#電機、郝北線、郝82線、董集線、3#電機、生活區(qū)甲線、4#電機、郝一站線和河11線。

2.2 原因分析

在電力系統(tǒng)中，許多設(shè)備是屬于感性的或容性的，而電力線路對地和線之間存在縱向電感和橫向電容，系統(tǒng)上的設(shè)備和設(shè)施構(gòu)成了復(fù)雜的LC震回路，一定得條件，特定參數(shù)配合，某一系統(tǒng)就會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。在中性點不接地系統(tǒng)中，當(dāng)電源電壓升高，或者回路中設(shè)備參數(shù)變化，極容易發(fā)生鐵磁諧振現(xiàn)象。變電站發(fā)生諧振現(xiàn)象的原因大體如下：

1）線路改造后，改變了線路的長度，也隨之改變了線路的電感；

2）電機數(shù)量發(fā)生變化，隨之電路電容也會發(fā)生變化；

3）線路的補償電容發(fā)生變化；

4）電壓互感器電容；

5）電機電容；

6）零序電壓互感器過??；

7）注水電機的變頻器，頻率發(fā)生變化；

8）二次消諧設(shè)備功能不夠完善；

9）線路的絕緣子老化，線路的對地電容會變小。

3 鐵磁諧振的產(chǎn)生

油田電網(wǎng)的小電流接地系統(tǒng)，母線電壓互感器都是星型接線，它的結(jié)構(gòu)均為電磁式電壓互感器。如圖1所示。為了監(jiān)視系統(tǒng)絕緣增加了輔助線圈，以發(fā)出告警信號。

正常運行時，電壓互感器的勵磁阻抗是很大的，所以網(wǎng)絡(luò)對地阻抗呈感性。三相基本平衡，電網(wǎng)中性點O的位移電壓很小接近零。電網(wǎng)運行方式的變化或者系統(tǒng)接地，系統(tǒng)中出現(xiàn)擾動，電網(wǎng)中性點就有較高的位移電壓，即中性點與地之間產(chǎn)生較高的電壓，使電壓互感器三相電感飽和程度不同，飽和程度低的相對地呈感性；飽和程度過高的相對地呈容性，這時就可能激發(fā)鐵磁諧振，從而引起過電壓。

電壓互感器鐵芯飽和引起的鐵磁諧振過電壓是小電流接地系統(tǒng)中最常見和造成事故最多的一種內(nèi)部過電壓。從電網(wǎng)故障中得知，在電網(wǎng)實際運行中，單相接地故障是造成鐵磁諧的主要原因。

4 鐵磁諧振對電力系統(tǒng)安全運行的影響

1）小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時 ，線電壓大小不變且系統(tǒng)的相間絕緣能夠滿足線電壓運行的要求，所以允許單相接地時維持運行，一般規(guī)定不超過2h。但油田電網(wǎng)規(guī)模的擴大，城區(qū)改裝造成的電纜線路的增多，城市高樓大夏的拔地而起，現(xiàn)代化生活水平的提高，居民用電量的增大，配電網(wǎng)的大規(guī)模增建，油井生產(chǎn)特點，電容電流大幅度增加。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地時，電弧不能自動熄滅，就產(chǎn)生間歇弧過電壓，損壞了配電網(wǎng)電氣設(shè)備，影響油田電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行；

2）當(dāng)油田配電網(wǎng)發(fā)生諧振時，電壓互感器一次勵磁電流急劇增大，超過了電壓互感器額定電流，這樣它長時間處于過電流狀況下運行，必然造成電壓互感器燒毀。更有甚者，接地故障發(fā)展為相間事故，造成事故擴大。

5 消除鐵磁諧振的措施

1） 更換原來的電壓互感器，采用質(zhì)量好，技術(shù)性能優(yōu)，鐵心不易飽和的電壓互感器。調(diào)整其對地電容，調(diào)整電機電容，改變系統(tǒng)電容參數(shù)；

2） 更換新的二次消諧設(shè)備，使之消諧范圍更廣，功能更強大；

3） 對油井線路、電機、電纜、線路電容補償進(jìn)行測量，計算，在采油廠新上線路時根據(jù)計算數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一安裝，統(tǒng)一管理，防止回路電感電容系數(shù)匹配導(dǎo)致發(fā)生諧振；

4）對系統(tǒng)電容電流進(jìn)行測試工作。將各種不同運行方式下的實測有效數(shù)據(jù)與消弧線圈檔位電流相比較，確定系統(tǒng)的運行方式和消弧線圈的檔位，防止系統(tǒng)頻繁發(fā)生諧振；

5）電壓互感器高壓側(cè)中性經(jīng)消諧器接地。由于油田電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點，在母線電壓互感器中心點，加裝了阻尼消諧器，避免了電壓互感器鐵芯飽和，這樣，它既能抑制飽和電流，也能起到消除飽和過電壓的作用；

6）在電壓互感器二次側(cè)開口三角繞組接阻尼電阻。如圖1所示， R是接在PT二次側(cè)開口三角兩端的阻尼電阻。通過變比關(guān)系， 故R越小， 就越能抑制諧振的發(fā)生。長期的運行經(jīng)驗表明，接小電阻R 消諧的方法，對于6～ 10kV 的電網(wǎng)且PT特性較好的情況是很有效的， 但它有兩個缺點： 其一， 當(dāng)電壓等級越高或PT特性較差時， 要求的R越小， 因而發(fā)生持續(xù)穩(wěn)定的單相接地故障時R的容量難以滿足要求； 其二， 如果R太小， 單相接地時的PT漏抗壓降太大， 使開口三角兩端的電壓太低， 不能滿足繼電保護(hù)的要求；

7）針對此變電站測試的電容電流，采用中性點經(jīng)消弧線圈接地。經(jīng)消弧線圈的電感電流補償了電容電流，電網(wǎng)的單相接地電流僅為補償后很小的殘余電流，并對電弧的重燃有明顯的抑制作用，可大大減小高幅值電弧接地過電壓發(fā)生的幾率；

8）若電容電流較小，也可采用4PT法進(jìn)行抑制或者二次加裝微電腦消諧裝置。

6結(jié)論

抑制諧振是保障電網(wǎng)安全運行的必要措施。目前，油田電網(wǎng)針對變電站測試的不同電容電流采取了不同的消諧措施，從運行效果來看，效果不錯。隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)的實施，電力系統(tǒng)的諧振將得到有效的抑制。

參考文獻(xiàn)