在现代电力系统中，干式变压器的运行环境日益复杂，周围存在着各种各样的电气设备和电磁干扰源。电磁兼容问题对于干式变压器的正常运行至关重要，它直接关系到电力系统的稳定性、可靠性以及其他设备的安全。良好的电磁兼容技术能够使干式变压器在复杂的电磁环境中有效抵御外界干扰，同时自身产生的电磁辐射也不会对其他设备造成不良影响。
外部电磁干扰源
电力系统内部干扰：在电力系统中，开关操作、短路故障、雷击等事件会产生暂态电磁干扰。例如，当断路器进行开合操作时，会产生快速的电压变化和电流冲击，形成高频振荡的电磁脉冲，这些脉冲可能通过电力线路耦合到干式变压器，影响其正常运行。此外，电力系统中的谐波电流也是常见的干扰源，非线性负载如电力电子设备、电弧炉等会产生大量谐波，这些谐波会使干式变压器的铁芯和绕组产生额外的损耗和发热，降低变压器的效率，甚至可能导致局部过热，影响绝缘性能。
周围电磁环境干扰：随着电子技术的广泛应用，干式变压器周围存在着众多的电子设备，如通信设备、计算机系统等，这些设备会产生不同频率和强度的电磁辐射。例如，附近的移动通信基站发射的电磁波可能会干扰干式变压器的控制电路，影响其保护功能和监测系统的准确性。工业环境中的射频干扰源，如高频加热设备、电焊机等，也会对干式变压器产生电磁干扰，导致其工作性能不稳定。
内部电磁干扰产生机制
干式变压器内部在运行过程中也会产生电磁干扰。当变压器的绕组通过交变电流时，会产生交变磁场，这个磁场不仅在绕组自身和铁芯中感应出电动势，还会在周围空间产生电磁辐射。而且，由于绕组的结构和工艺问题，如绕组的不均匀绕制、匝间电容分布不均等，可能会导致局部电场强度过高，产生局部放电现象，局部放电会伴随着电磁脉冲的发射，进一步干扰变压器自身的电气参数和运行状态。此外，变压器内部的绝缘材料在电场和磁场的作用下，可能会发生极化和损耗，也会产生一定的电磁干扰。
屏蔽技术
铁芯屏蔽：铁芯是干式变压器产生磁场的主要部件，对铁芯进行屏蔽可以有效减少磁场对外界的辐射。通常采用高导磁率的材料，如硅钢片或非晶合金片，制作铁芯屏蔽层，将铁芯包裹起来。屏蔽层的厚度和结构要根据变压器的电压等级、容量以及电磁环境的要求进行设计。这样可以使铁芯产生的磁场大部分被限制在屏蔽层内，减少对周围设备的电磁干扰。例如，在一些对电磁干扰要求较高的场所，如医院、通信机房等附近使用的干式变压器，铁芯屏蔽层的设计更为严格，能够将磁场泄漏控制在极低的水平。
绕组屏蔽：绕组屏蔽主要是为了防止外界电场对绕组的干扰以及减少绕组自身产生的电场对外界的影响。对于高压绕组，可以采用铜箔或铝箔作为屏蔽层，将绕组包裹起来，并将屏蔽层接地。这样，外界电场在屏蔽层上感应出的电荷会通过接地导线流入大地，从而保护绕组内部不受外界电场干扰。同时，绕组屏蔽层也可以减少绕组内部电场的泄漏，降低对周围设备的电磁辐射。在屏蔽层的设计中，要注意屏蔽层的接缝处要处理好，确保屏蔽的完整性，避免电场泄漏。
外壳屏蔽：变压器的外壳也起着重要的电磁屏蔽作用。一般采用金属外壳，如钢板或铝合金外壳，外壳的厚度和密封性要符合电磁兼容要求。外壳屏蔽可以阻挡外界电磁波进入变压器内部，同时也能防止变压器内部产生的电磁辐射泄漏到外部环境。在外壳的设计上，可以采用双层结构，中间填充吸波材料，如铁粉、碳纤维等，增强屏蔽效果。例如，在一些电子设备密集的场所，如数据中心，干式变压器的外壳屏蔽设计需要更加精细，以确保其电磁兼容性。
接地技术
工作接地：干式变压器的铁芯、外壳等金属部件需要进行工作接地，以保证变压器的正常运行和人员安全。工作接地电阻要符合相关标准要求，一般要求不超过 4 欧姆。通过工作接地，变压器在运行过程中产生的静电电荷、漏电电流等可以及时流入大地，避免在变压器内部积累，引发电气事故。例如，当变压器的绝缘发生损坏时，漏电电流会通过接地导线流入大地，使保护装置动作，切断电源，防止事故扩大。
屏蔽接地：屏蔽层的接地是电磁兼容设计中的关键环节。屏蔽接地的目的是为了使屏蔽层上感应的电荷能够迅速流入大地，发挥屏蔽作用。屏蔽接地的方式有单点接地、多点接地等，要根据变压器的频率、屏蔽层的长度等因素选择合适的接地方式。例如，对于低频干扰，一般采用单点接地方式，以减少接地回路中的环流；对于高频干扰，则采用多点接地方式，以降低接地阻抗，提高屏蔽效果。在接地导线的选择上，要采用具有良好导电性和抗干扰能力的导线，如铜导线，并确保接地连接的可靠性，避免接地不良导致屏蔽失效。
滤波技术
电源输入滤波：在干式变压器的电源输入端安装滤波器，可以滤除电源线上的电磁干扰信号。滤波器一般由电感、电容等元件组成，根据干扰信号的频率特性设计不同的滤波电路。例如，对于低频干扰，可以采用 LC 滤波电路，通过电感和电容的组合，对特定频率的干扰信号进行衰减。对于高频干扰，则可以采用 π 型滤波电路或 EMI 滤波器，这些滤波器能够有效滤除电源线上的高频噪声，如开关电源产生的高频脉冲等，保证变压器输入电源的纯净性，提高变压器的抗干扰能力。
输出滤波：变压器输出端也可能会产生电磁干扰，对连接的负载设备造成影响。因此，在输出端也需要安装滤波装置。输出滤波主要是针对变压器输出电压中的谐波成分进行滤除，以提高输出电能的质量。例如，采用有源电力滤波器（APF），它可以实时监测负载电流中的谐波成分，并产生与之相反的谐波电流，注入到电网中，抵消负载产生的谐波，使变压器输出的电压和电流波形更加接近正弦波，减少对负载设备的电磁干扰，提高整个电力系统的稳定性。
测试标准与方法
为了确保干式变压器的电磁兼容性能符合要求，需要按照相关标准进行测试。国际上常用的电磁兼容测试标准有 IEC 61000 系列等，这些标准规定了干式变压器在不同电磁环境下的测试项目、测试方法和限值要求。例如，在电磁辐射发射测试中，要使用专业的电磁辐射测试设备，如频谱分析仪、天线等，在规定的距离和频率范围内测量变压器的电磁辐射强度，并与标准限值进行比较。在电磁抗扰度测试方面，包括静电放电抗扰度测试、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试、雷击浪涌抗扰度测试等，要采用相应的测试仪器，如静电放电发生器、脉冲群发生器、雷击浪涌发生器等，按照标准规定的测试等级和波形对变压器进行干扰施加，观察变压器在干扰下的运行情况，如是否出现误动作、性能是否下降等。
测试结果分析与改进
根据电磁兼容测试结果，对干式变压器的电磁兼容设计进行分析和改进。如果测试结果显示变压器的电磁辐射发射超标，可能需要进一步优化屏蔽设计，如增加屏蔽层的厚度、改进屏蔽层的结构或材料等。如果在抗扰度测试中发现变压器对某种干扰敏感，如对电快速瞬变脉冲群抗扰度不足，则需要调整滤波电路的参数，增加抗干扰元件，或者改进接地方式等，提高变压器的抗干扰能力。通过不断的测试、分析和改进，使干式变压器的电磁兼容性能逐步达到最优，满足电力系统复杂电磁环境的要求。
干式变压器的电磁兼容技术是保障其在复杂电磁环境中稳定运行的关键。通过深入分析电磁干扰的来源和影响，采用屏蔽、接地、滤波等电磁兼容设计技术，并按照相关标准进行严格的测试与验证，能够有效提高干式变压器的电磁兼容性能。这不仅有助于确保干式变压器自身的安全可靠运行，还能保障整个电力系统的稳定性和其他设备的正常工作，为现代电力系统的高效运行奠定坚实的基础。随着电力技术的不断发展和电磁环境的日益复杂，干式变压器的电磁兼容技术也将不断创新和完善。
