變電站綜合自動化系統抗干擾接地技術論析

何瑩

摘 要:在變電站中存在各種各樣的干擾,而這些干擾都將通過感應、輻射和傳導等途徑到下一個設備中。但是當干擾程度超過了下一批設備的承受極限時,這些設備就會動作錯誤或者干脆壞掉,而變電站接地系統對于上述的危害有著很好的改善,更甚者這些設備在系統有故障情況下,就會發生不正確行為,直接影響到系統的安全穩定,其后果將可能是十分嚴重的。而本文就將這些問題做一個技術性的論斷。

關鍵詞:變電站綜合自動化系統抗干擾接地系統

中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0074-01

1 綜合自動化系統干擾產生的危害及來源

1.1 綜合自動化系統干擾產生的危害

在受到直流電源在切斷或者恢復時會造成數字電路的紊亂而錯發操作信號甚至是跳閘命令。在受到靜電干擾時電子設備將遭受電磁輻射影響而導致設備的誤動作或者損壞。在斷開直流回路的電感線圈時會產生高頻電流,從而將電容充電到高電壓。如果觸點的間隙被擊穿,那就說明在觸點間隙的電容與電源電壓超過了其觸點所允許的閃絡電壓水平。在受到步話機通話時,步話機的音頻分量形成為連續波,就可能使數字回路的邏輯偏移,而音頻分量可能成為噪聲。在雷擊直接擊到變電站內或線路上,雷擊所產生的波經變電站的母線傳遞給避雷裝置,由避雷裝置導入地里面。而對于隔離閘刀開關在操作在空中的母線或者對于那些短線路的時候,就會對于下一個連接設備和下一個回路產生干擾。

1.2 綜合自動化系統干擾產生的來源

第一種干擾來源就是相鄰的直流回路上發生故障或因人為原因而產生的直流電源短時中斷和恢復,這是直流回路在實際運行中對微機保護裝置產生的一種干擾。第二種干擾來源是由于各個電子設備離帶電的部分近,所以在斷路器分和合操作時對設備產生強烈的干擾。第三種就是在干燥環境的條件下,運行和檢修人員身上可能帶著靜電電壓,所以電子設備就可能遭受很大的靜電放電。第四種就是在斷開了直流線圈時,但是在線圈中的電磁能并沒有立即釋放,而是通過與其他電容形成了串聯高頻的諧振回路,從而產生了高頻電流,就將電容充電到高電壓。第五種干擾來源對于步話機在互相通話的時侯就會對附近產生強烈的輻射磁場,并且這些變化的磁場將會影響到附近的微機型保護的裝置電子器件與回路中,這樣就會產生高頻電壓和形成了假的信號源,從而影響到整個回路。第六種是雷擊,在由于雷電流量值大而且變化迅速,在它的周圍空間就會產生強大并且變化劇烈的磁場,處于這個變化磁場中的金屬物體就會感應出很高的電動勢,使閉合回路的金屬物體產生感應電流,產生發熱現象。第七種是變電站外部系統發生了接地故障,在變電站外發生故障時,在變電站中其中性點接地點的電力變壓器將通過相應的中性點電流,就產生了五十核磁工頻的干擾。

2 減少綜合自動化系統干擾的的要求

為了減少設備與人身的安全風險和微機型繼電保護裝置可以可靠與正常的工作二次系統接地方式按不同的技術要求和原則將接地點接在正確、合理的位置上。而那些不合理的接地方式就會引起電磁場的干擾并且導致微機型的保護裝置不能正常可靠的工作。

2.1 接地的要求及方式

對于接地,要求有獨立的繼電器保護的二次接地系統,并且用絕緣性的瓷瓶將繼電保護完全獨立讓其二次接地系統和變電站接地網完全隔離。還可沿開關端子箱至保護室溝鋪電纜設一百平方毫米的銅攬或銅排,并將用絕緣瓷瓶與安裝在保護室的二次接地系統完全隔離。在變電站接點與保護室的一側連接,就是要求開關部分與主地網不絕緣。并且對于那些控制隔離閘刀的電纜一定要使用屏蔽電纜,并且屏蔽電纜也可用在隔離刀閘控制箱到端子箱之間作為控制之用。要求屏蔽電纜的屏蔽層接地要符合所有的工藝性要求,還有電纜絕緣皮如果損壞,就起不到抵抗干擾的作用。而廠用的系統的電纜線等保護柜內的微機的保護也要使用屏蔽性的電纜。

2.2 屏蔽和設備的接地

對于電擊的防護干擾的接地主要有四種,第一就是保護接地,就是將電器設備帶電部分相絕緣的金屬外殼或架構通過接地裝置同大地連接起來,這樣的作用就是當絕緣破壞設備的外殼帶電的時候,能夠將電流導入地下,從而減少電流過大產生磁場對于其他設備產生干擾。第二種就是保護接零,就是把電氣設備正常時不帶電的金屬導體部分,如金屬外殼,同電網的PEN線或者PE線連接起來,一般用在低壓中性點接地的配電系統中。第三種就是重復接地,就是將電源中性接地點以外的其他點一次或者多次接地,其作用就是在電路系統發生碰殼或者接地短路時,一則可以降低PEN線的對地電壓；二則當PEN線發生斷線時,可以降低斷線后產生的故障電壓。

在設備接地中,由于一臺設備要滿足設計的要求,而這中往往會有很多種電路,如高頻電路和數字電路與模擬電路,供電電路和繼電器電路等,還要有足夠屏蔽功能和機械強度的外殼,這樣可以為其它元器件和安裝電路板抵抗外界的電磁干擾。而安裝的設備的接地應當注意:五十赫茲電源的零線應該接到接地的螺栓處。而對于獨立運行的設備,接地的螺栓要設在金屬設備的外殼上,還要有良好的電連接。為了防止金屬機器的外殼帶電,禍及人身的安全,所以機殼地線不能用電源的零線代替。為了防止那些高電壓對強功率電路和低電平電路中的大電流的干擾,就將它們的接地線分開。而低電平電路中用的是功率接地,強功率用的是信號接地,信號接地又可分為模擬接地和數字接地,信號接地線要與功率接地線和機殼接地線進行相絕緣。對于信號接地線可以再設一個信號的接地螺栓這樣就可以和金屬設備的外殼相絕緣,該信號安全接地螺栓與接地螺栓的連接取決于接地的效果。因此有三種方法:第一就是不連接,直接成為浮地式連接。第二就是直接連接,就成為單點接地式的連接。第三則是通過電容器進行連接,就成為直流浮地式和交流接地式連接。最后其它的接地線要匯聚在安全接地的螺栓上,而交點應位于這個電網的交流電源進線處,后將接地極埋在土壤中。

2.3 綜合自動化系統的接地

在系統的接地應當注意:第一要注意參照設備的接地注意事項,不能兩個相違背。用電設備的外殼要外殼地線與機床機柜的外殼相連。第二是機柜外殼的接地線要與系統外殼進行相連。第三是安全性的接地螺栓要設在系統金屬的外殼上,還要具有良好的電連接。第四是當系統內機柜和設備不能過多,否者就會導致綜合自動化系統的數字接地線與模擬接地線及功率接地線等線路過多,鑒于這種情況,因此要考慮建兩條相互并行的半環形接地母線,并且接地母線要和系統外殼絕緣,其中一條是信號接地的母線,另一條為屏蔽接地和機柜外殼接地的母線。

3 結語

在變電站綜合自動化系統運行中,由于電力系統而引起的故障或由由于各種原因產生的靜電放電和繼電保護裝置、二次回路自身原因形成的干擾等,這些都是影響繼電保護及安全自動裝置可靠工作的干擾源。

參考文獻

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