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摘要:电气工程自动化是目前较为关注的问题,然而在其自动化设备中的干扰问题是普遍存在的。本文就针电气工程自动化设备干扰因素进行分析,并提出其抗干扰措施。
关键词:电气工程;自动化设备;抗干扰策略
一、电气自动化的概况
电气自动化是指机械设备或者生产管理过程进行自动化数据分析和处理的操作过程,在运行过程中没有人的直接参与,并且电气自动化技术涉及面广,包括电气设备、电气技术以及电力自动化等方面,随着自动化产业的不断深化与发展,电气系统的设计、安装、调试以及后期维护和改造使得电气自动化的应用越来越广泛。
二、电气工程中自动化设备存在的干扰因素
2.1内外干扰
电磁干扰有不同的分类方法,其中,根据干扰模式可分为外部干扰和内部干扰两类。外部干扰如:高电压、电流的电缆和设备向周围辐射电磁波。外部干扰的产生是有各种设备对周围的辐射。内部干扰的产生主要是由于系统的结构、生产工艺、元件的布置等等。
2.2自动化设备的自身问题
电气工程的使用设备逐渐走向自动化,然而,由于自动化设备自身设计不合理、元器件质量未达到标准造成抗干扰能力较差,造成电气工程自动化设备在运行的过程中存在干扰问题。另外,通过对中山局多个电气工程自动化系统的运行统计分析,发现电气工程设备元器件在长期的使用之下,由于性能的下降可能会引起信号采集的回路电源出现不稳定,或负载能力下降等会对自动化设备的自身造成干扰的问题,尤其是电容器、电阻、光电隔离器件等出现损坏的问题。
2.3交变磁场
传导干扰和辐射干扰是根据传播载体进行划分的。传导干扰在实际上是通过公公阻抗进行传播,而辐射干扰一般都是通过电磁波来进行传播,尽管传播方式不同,它们之间可以通过特定的方式进行转换。例如,在常规电气工程内部由于受到一次、二次回炉之间互感的影响,则一次干扰导线会在二次回路中产生不同程度的干扰电压,二次回路的互感阻抗、电流大小、电流频率以及一二次回路的相对位置等,都会对二次回路中产生干扰电压的大小产生直接影响。
2.4信号模式
信号模式也可以分为差模干扰以及共模干扰量中,差模干扰主要可以用作长路线传输的互感耦合,在应用时存在的干扰相对较小,差模信号主要产生在信号源回路之中。而共模干扰模式主要是电气工程在运行过程中,电气网络的使用会受到地电位发生变化而产生一系列的感染,共模干扰也可以被称之为对地干扰,共模干扰的存在也会导致电气工程自动化设备无法正常运行,因此必须要做好共模干扰的防范工作。
2.5地电位差
当大电流接地系统在运行过程中出现单相短路故障时,电气工程接地网中便会形成妨碍电流,而妨碍电流一旦流经接地体的阻抗时会产生一定的电压降,这便造成电气工程内部各地电位产生较大的差别,进一步也会直接影响到自动化设备的正常运行。如果在同一个回路中有不同接地点时,由于受到电位差的影响,会导致连接设备电缆芯中产生电流,地电位差的存在也会导致多点接地的电缆屏蔽层中产生电流,进而会对自动化设备电流线中产生一定的干扰电压。
2.6二次回路
二次回路产生的干扰电压,直接影响了电气工程自动化设备的正常运行。相关工作人员在对电气工程自动化设备中存在的干扰因素进行分析的过程中,要重视二次回路过程中自身产生的电压对整个电气工程运行的影响,以提高对干扰因素的检测效率,保证电气工程自动化设备的质量和运行效率。
三、电气工程中自动化设备采取的抗干扰策略
3.1提高电气工程自动化设备的自身质量
通过分析得知,电气工程自动化设备出现干扰的问题,有很大一部分都由于自动化设备的自身问题,对此,要提高电气工程自动化设备的自身质量。首先,要做好电气工程自动化设备的设计,因为电气工程的大小、规模等各有差异,因此,自动化设备的性能不能一视同仁,要根据电气工程的实际情况进行设计,要以符合并适合电气工程的使用为准。其次,要提高自动化设备的质量,电气工程自动化设备的制作上会涉及到大量的元器件,如果有一个或多个元器件的质量存在问题的话,就会对自动化设备的性能带来影响,因此,应加强电气元器件的质量保证,选择经过严格电磁兼容试验的元器件。这样才能避免自动化设备受自身性能的影响而产生干扰问题。最后,要加强电气工程自动化设备的检查和更新,因为站内自动化设备在长期的使用下,一些元器件的能力会下降,自动化设备的整体性能也会随之下降,极易产生负载能力下降等问题,使得自动化设备的自身产生干扰的现象,因此,要加强对电气工程自动化设备的检查,一旦发现有陈旧设备的性能降低要及时对其进行更新,避免继续使用受到干扰,产生误动影响了电气工程的正常运行。
3.2进行合理的接地
通过进行合理的接地,选择科学的接地方式,能够显著的减少接地不当导致的干扰情况发生。目前,从电气工程自动化设备的接地方式方面来看,很多电气工程在接地方式方面存在着很大的问题,有的进行一点接地,有的进行两点接地。甚至有的根本就不接地,一方面容易造成严重的安全隐患,另外一方面,还容易造成自动化设备的损毁。因此,应该在接地方式方面进行科学的把握。一般情况下,可以将信号电缆的屏蔽层一端接地,并且,当信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地。信号源不接地时,屏蔽层应当在测控设备侧接地。进而通过合理的接地方式,能够显著的减少接地不当导致的干扰发生,提高电气工程自动化设备的运行效率。
3.3信号传输方面
电气工程自动化运行过程中的信号传输受到很多因素的影响,比如线路的长短和绝缘性能等,应该采取相应的屏蔽措施降低信号传输过程中的各种干扰。相关工作人员在线路的布局过程中,对容易产生干扰的信号可以分开布局。在线路的选择过程中也要充分考虑线路的性能,尽量选择具有屏蔽层的线路,以降低信号传输过程中的各种干扰;在整体线路的布局中,让信号线远离电源线进行设置,或者采用金属隔板进行屏蔽,避免信号传输过程中各种干扰因素的存在,不利于线路设备的正常运行。
3.4印制电路板布线
作为干扰抑制的一项较好方法,多层印制板的运用其电源回路会有较大的板间电容存在能够使电源上的各种干扰脉冲得到抑制在器件间的布线也极为方便、简洁且短少能够使各回路间的串扰辐合大大减少。若对多面板的布线进行选择时澳更应加强对电路的推敲检查。布置方式确定的主要原则是对干扰的布线及器件进行引进,与受干扰的器件及布线相远离,在电路中发挥着隔离效果将器件的进线和出线分开设置。若必须将光电辐合器的输入和输出分开时,需要使继电器线圈和接点布线达到远离效果并严格将PT、CT的进出线控制为分离状态。
结束语
随着科技水平的不断提高,能够对电气工程进行远程控制、自动检测故障、自动控制等功能的自动化设备已在电气工程中得到了广泛的应用。本文通过分析和研究电气工程中自动化设备存在的内外干扰、交变磁场、信号模式、地电位差等五种电磁干扰因素,找到了一些具体的抗干扰措施,并对此进行了简单的解析。
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