电磁兼容技术邬雄邬雄 武汉高压研究所电磁兼容研究室武汉高压研究所电磁兼容研究室1 电磁兼容标准化电磁兼容标准化2 电力系统电磁兼容问题电力系统电磁兼容问题3 变电站电磁骚扰变电站电磁骚扰4 500kV变电站二次设备的抗扰度要求变电站二次设备的抗扰度要求1 电磁兼容标准化电磁兼容标准化1.1 标准化组织机构标准化组织机构世界上有很多机构和组织都对电磁兼容问题开展研究。世界上有很多机构和组织都对电磁兼容问题开展研究。国际电工委员会（国际电工委员会（IEC） 国际大电网会议（） 国际大电网会议（CIGRE） 国际发供电联盟（） 国际发供电联盟（UNIPEDE） 国际电报电话咨询委员会（） 国际电报电话咨询委员会（CCITT） 国际无线电咨询委员会（） 国际无线电咨询委员会（CCIR） 国际电信联盟（） 国际电信联盟（ITU） 跨国电气电子工程师学会（） 跨国电气电子工程师学会（IEEE）IEC是是1906年成立的，旨在促进在电工、电子及相关技术领域的所有标准化问题和有关其他问题 的国际合作和国际贸易。年成立的，旨在促进在电工、电子及相关技术领域的所有标准化问题和有关其他问题 的国际合作和国际贸易。IEC下设技术委员会（简称下设技术委员会（简称TC），其中），其中CISPR 和和TC77是两个专门的电磁兼容技术委员会。是两个专门的电磁兼容技术委员会。CISPR的标准或出版物编号为的标准或出版物编号为CISPR XX（XX 为号码）；为号码）；TC77的标准或出版物编号为的标准或出版物编号为IEC61000- X-X。CISPR标准或出版物（标准或出版物（CISPR N）主要涉及以下对象的骚扰源：）主要涉及以下对象的骚扰源：所有类型的电子设备；所有类型的电子设备；点火系统；点火系统；包括电气牵引系统在内的供电系统；包括电气牵引系统在内的供电系统；工科医设备；工科医设备；声音和广播电视接受机；声音和广播电视接受机；信息技术设备。信息技术设备。TC77所制定的所制定的IEC61000系列主要涉及到电磁环境、发射、抗扰度、试验和测量技术、减缓措施 等。系列主要涉及到电磁环境、发射、抗扰度、试验和测量技术、减缓措施 等。TC77A低频现象低频现象TC77B高频现象高频现象TC77C大功率脉冲现象大功率脉冲现象我国对应于我国对应于CISPR的是全国无线电干扰标准化技 术委员会的是全国无线电干扰标准化技 术委员会(1985年成立年成立)，秘书处设在上海电器科学研 究所。开展与，秘书处设在上海电器科学研 究所。开展与IEC/CISPR相对应的标准化工作，所属 有相对应的标准化工作，所属 有8个分委员会，其中个分委员会，其中A、B、C、D、E、F和和G分委员 与分委员 与CISPR的各分会相对应，的各分会相对应，S分委员会是根据我国无 线电通信工作的需要而设立的。到分委员会是根据我国无 线电通信工作的需要而设立的。到2002年，随着年，随着 CISPR的分会设置的变化，中国的全国无线电干扰标准化技术委员会的各分会也作了相应的调整。的分会设置的变化，中国的全国无线电干扰标准化技术委员会的各分会也作了相应的调整。为了加快我国为了加快我国EMC标准化工作，标准化工作，1996年成立了全国电磁兼容标准化联合工作组，主要负责年成立了全国电磁兼容标准化联合工作组，主要负责 IEC/TC77 的 国 内 技 术 归 口 工 作 ， 推 进 对 应的 国 内 技 术 归 口 工 作 ， 推 进 对 应 IEC61000系列有关系列有关EMC标准的国家标准制定和修 订工作。到标准的国家标准制定和修 订工作。到2000年，成立了全国电磁兼容标准化技术委员会，秘书处设在武汉高压研究所。到目前全 国电磁兼容标准化技术委员会尚未成立分技术委员 会。年，成立了全国电磁兼容标准化技术委员会，秘书处设在武汉高压研究所。到目前全 国电磁兼容标准化技术委员会尚未成立分技术委员 会。另外，还有一些产品或专业的标准化技术委员 会也参与制、修订有关的电磁兼容标准，如另外，还有一些产品或专业的标准化技术委员 会也参与制、修订有关的电磁兼容标准，如“电 压、频率电 压、频率”的专业标准化技术委员会，的专业标准化技术委员会，“工业自动化 设备工业自动化 设备”的标准化技术委员会。的标准化技术委员会。为了协调全国无线电干扰标准化技术委员会和全国电磁兼容标准化技术委员会工作，以及其他标 准化技术委员会与电磁兼容有关的标准制、修订工 作，为了协调全国无线电干扰标准化技术委员会和全国电磁兼容标准化技术委员会工作，以及其他标 准化技术委员会与电磁兼容有关的标准制、修订工 作，2000年成立了与年成立了与IEC/ACEC相类似的全国电磁兼容标准化协调小组。相类似的全国电磁兼容标准化协调小组。1.2 电磁兼容标准电磁兼容标准我国的标准或出版物包括国家标准、行业标准、企业（或地方标准）等。这些标准或出版物中 又分为强制性标准、推荐性标准，以及标准化指导 性技术文件，分别用我国的标准或出版物包括国家标准、行业标准、企业（或地方标准）等。这些标准或出版物中 又分为强制性标准、推荐性标准，以及标准化指导 性技术文件，分别用GB、GB/T和和GB/Z表示。标准 化指导性技术文件与表示。标准 化指导性技术文件与IEC的技术报告作用相似。的技术报告作用相似。国家标准的编号，是按国家主管部门的批准顺序编制，包括发布日期和标准的性质，即推荐性或强 制性：国家标准的编号，是按国家主管部门的批准顺序编制，包括发布日期和标准的性质，即推荐性或强 制性：我国是以积极采用国际标准和发达国家标准为制定我国国家标准的指导思想。电磁 兼容标准基本上引自国际标准。比如我国是以积极采用国际标准和发达国家标准为制定我国国家标准的指导思想。电磁 兼容标准基本上引自国际标准。比如CISPR 标准、标准、IEC61000系列、系列、ITU的文件，以及美 国军标（的文件，以及美 国军标（MIL-STD）等。）等。电磁兼容标准分成电磁兼容标准分成:1) 基础标准。现行的国家标准中有基础标准。现行的国家标准中有19个基础标准， 涉及个基础标准， 涉及EMC术语、电磁环境、术语、电磁环境、EMC测量设备规范和测量 方法。这一类标准基本上是属于推荐性标准。测量设备规范和测量 方法。这一类标准基本上是属于推荐性标准。2) 通用标准。现行的通用标准有通用标准。现行的通用标准有4个，包括涉及在强 磁场环境下对人体的保护要求，无线电业务要求的信号个，包括涉及在强 磁场环境下对人体的保护要求，无线电业务要求的信号/ 干扰保护比。以及通用发射限值等。干扰保护比。以及通用发射限值等。3) 产品或产品类标准。在我国此类标准数量最大， 约有产品或产品类标准。在我国此类标准数量最大， 约有39个。就国内一般情况而言，含有（骚扰和抗扰度）限值的产品（类）标准均为强制性标准。个。就国内一般情况而言，含有（骚扰和抗扰度）限值的产品（类）标准均为强制性标准。系统间的电磁兼容标准。我国的国家标准还包括相当数量的系统间的系统间的电磁兼容标准。我国的国家标准还包括相当数量的系统间的EMC标准，它们主要规定了经过协调的不同系统之间的标准，它们主要规定了经过协调的不同系统之间的EMC要求，主要是根据我国自己的研究成果而制定的。属于 此类标准的共有要求，主要是根据我国自己的研究成果而制定的。属于 此类标准的共有14个。个。2 电力系统电磁兼容问题电力系统电磁兼容问题2.1 电磁环境问题一般考虑工频电场、磁场、无线电干扰、可听噪声等几个方面，从频率上说，这几方面覆盖了从低频电磁环境问题一般考虑工频电场、磁场、无线电干扰、可听噪声等几个方面，从频率上说，这几方面覆盖了从低频 50Hz到高频上百兆赫兹的范围。工频电场、磁场，无线电干扰和可听噪声均可能对人们的生活环境和生活质量，甚至安全与健康产生 一定的影响，所以我国把以上电磁现象归入电磁辐射 的管理范畴到高频上百兆赫兹的范围。工频电场、磁场，无线电干扰和可听噪声均可能对人们的生活环境和生活质量，甚至安全与健康产生 一定的影响，所以我国把以上电磁现象归入电磁辐射 的管理范畴.但是只要采取一定的技术措施，是可以降低影响程度的。但是只要采取一定的技术措施，是可以降低影响程度的。2.2 变电站电磁骚扰变电站电磁骚扰500kV变电站将二次设备以分层分布方式安装在变电站将二次设备以分层分布方式安装在 500kV和和220kV开关场中是目前输变电工程建设的趋势。 由于开关场中是目前输变电工程建设的趋势。 由于500kV开关场地的电磁环境的复杂性、严酷性，使得人们对这些安装在现场的二次设备的安全性、工作可靠 性等问题提出疑问。开关场地的电磁环境的复杂性、严酷性，使得人们对这些安装在现场的二次设备的安全性、工作可靠 性等问题提出疑问。关于变电站的电磁骚扰源，美国关于变电站的电磁骚扰源，美国EPRI持续持续20年对各电压等级的变电站电磁现象进行实测，取得 了大量数据，提出了年对各电压等级的变电站电磁现象进行实测，取得 了大量数据，提出了5卷技术报告对减缓干扰和二次设备的抗干扰性能及其有关标准提供了依据。由 于新的技术的出现，它们现在仍然继续对电磁现象 的实测。卷技术报告对减缓干扰和二次设备的抗干扰性能及其有关标准提供了依据。由 于新的技术的出现，它们现在仍然继续对电磁现象 的实测。2.3 电网谐波电网谐波电网谐波是影响供电电能质量的重要问题，可以说是公害：增加能耗、降低设备出力、引起设备不正常或误动、产生噪声等等。电网谐波是影响供电电能质量的重要问题，可以说是公害：增加能耗、降低设备出力、引起设备不正常或误动、产生噪声等等。随着电网中非线性负荷的增加，谐波问题变得日趋严重，必须对各种电气设备发出的谐波进行了限制，但终究不可能消除谐波。随着电网中非线性负荷的增加，谐波问题变得日趋严重，必须对各种电气设备发出的谐波进行了限制，但终究不可能消除谐波。从电磁兼容观点研究解决谐波问题，是以兼容性水平为目标，一方面规定了限值来限制设备产生谐波电流，或推荐了方法评估畸变负荷接入电网原则，目的是保证谐波骚扰水平不超过电网的兼容性水平；另一方面，在电网的兼容性水平基础上确定接入电网的设备的抗扰度水平。从电磁兼容观点研究解决谐波问题，是以兼容性水平为目标，一方面规定了限值来限制设备产生谐波电流，或推荐了方法评估畸变负荷接入电网原则，目的是保证谐波骚扰水平不超过电网的兼容性水平；另一方面，在电网的兼容性水平基础上确定接入电网的设备的抗扰度水平。3 变电站电磁骚扰及特性变电站中各种电磁现象如电场、磁场和雷电冲击、操作冲击以及各种放电现象，构成了 变电站复杂而恶劣的电磁环境。变电站电磁骚扰及特性变电站中各种电磁现象如电场、磁场和雷电冲击、操作冲击以及各种放电现象，构成了 变电站复杂而恶劣的电磁环境。变电站电磁骚扰现象示意图变电站电磁骚扰现象示意图3.1 开关操作开关操作变电站中主要有以下几种变电站中主要有以下几种: 隔离开关操作高压母线隔离开关操作高压母线, 断路器操作高压母线和高压线路断路器操作高压母线和高压线路, 投切电容器组投切电容器组, 投切空载变压器及电抗器。投切空载变压器及电抗器。由于电容、电感均为储能元件，当开关操作使其状态发生变化时，会产生暂态过电压。而开关操作的母 线上接有其它电气设备，构成了复杂的振荡网络，决 定了暂态振荡电压波形是包含多种频率分量的衰减振 荡波。由于电容、电感均为储能元件，当开关操作使其状态发生变化时，会产生暂态过电压。而开关操作的母 线上接有其它电气设备，构成了复杂的振荡网络，决 定了暂态振荡电压波形是包含多种频率分量的衰减振 荡波。母线（或电气设备间的连线）以天线的方式，将其电压、电流以暂态电磁场的形式向周围空间辐 射能量，同时通过连接在母线或线路上的测量设备 （母线（或电气设备间的连线）以天线的方式，将其电压、电流以暂态电磁场的形式向周围空间辐 射能量，同时通过连