綜合自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)研究

任寶斌

山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司發(fā)電公司，山西 太原 030053

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)電力需求的日益增加，各行各業(yè)對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高，各種智能設(shè)施的普遍應(yīng)用，使得電力穩(wěn)定供應(yīng)的要求不斷增加。綜合自動(dòng)化變電站的微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代電子通信通訊技術(shù)和信息處理技術(shù)等達(dá)到對(duì)變電站二次設(shè)備（包括微機(jī)保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)、控制、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)裝置及自動(dòng)裝置等等）的功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，對(duì)自動(dòng)化變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、協(xié)調(diào)和控制的一種綜合系統(tǒng)。其主要特征是將保護(hù)、監(jiān)控、協(xié)調(diào)、通信等功能通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來，分功能模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)組裝，通過各種可是設(shè)備將抗干擾能力全方位提高，使變電站的管理更加先進(jìn)，工作更加穩(wěn)定可靠。在電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的電磁場(chǎng)，而這一電磁場(chǎng)反作用于電力設(shè)備特別是二次設(shè)備。因此，必須展開對(duì)自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)的研究，以便早日找到最優(yōu)化的變電站抗干擾的辦法，供廣大同仁互相借鑒。

1 微機(jī)保護(hù)的原理

微機(jī)保護(hù)裝置應(yīng)該具有一定的抗干擾能力，同時(shí)這些裝置本身不可以對(duì)周圍的電子裝置產(chǎn)生電磁干擾。微機(jī)保護(hù)裝置不僅要求自身有較高的性能，同時(shí)要求可以抑制電子線路之間的相互干擾，尤其是高頻數(shù)字、模擬混合電路，即應(yīng)有良好的電磁兼容性。

2 綜合自動(dòng)化變電站內(nèi)電磁干擾產(chǎn)生的原因

由于發(fā)電廠和變電站本身就是一個(gè)強(qiáng)大的電磁干擾源，在正常工作和出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生各種電磁干擾。同一個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)的各種電力設(shè)備，無論是改變運(yùn)行方式，出現(xiàn)故障或進(jìn)行開、關(guān)等操作時(shí)，都會(huì)引發(fā)電磁振蕩，這些電磁場(chǎng)的波會(huì)對(duì)很多電力設(shè)備的工作性能產(chǎn)生影響。電磁干擾主要表現(xiàn)在一次設(shè)備與一次設(shè)備、一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備與二次設(shè)備之間，包括工作頻率、諧波、沖擊和高頻振蕩。

1）開、關(guān)操作引起電磁干擾；

2）二次回路的操作引起電磁干擾；

3）短路產(chǎn)生的大電流對(duì)二次設(shè)備產(chǎn)生干擾；

4）大型變壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)、高壓導(dǎo)線等都會(huì)產(chǎn)生射頻干擾；

5）雷雨天氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生雷電干擾，雷電流最高可達(dá)200KA，經(jīng)避雷器導(dǎo)入地面，使得地面上的電網(wǎng)電位分布極不均勻；

6）電力系統(tǒng)一次設(shè)備和二次設(shè)備之間不斷發(fā)生電磁的耦合，會(huì)產(chǎn)生耦合干擾。

3 綜合自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾的原理

抵御電磁干擾的一個(gè)基本理念，就是設(shè)計(jì)一個(gè)合理的能夠最大程度抵消電磁場(chǎng)量的方案。要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)抗干擾的要求，應(yīng)該找到干擾源抑制、削弱干擾源，切斷電磁耦合的所有路徑，降低電力設(shè)備對(duì)電磁干擾的敏感性。外部干擾源產(chǎn)生于不受控制的自動(dòng)化變電站的外部，基本上是無法將其消除的，但是可以對(duì)其進(jìn)行抑制。

3.1 屏蔽

1）電機(jī)設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)的輸入輸出的連接電纜的兩端有屏蔽部分，也可以對(duì)電磁干擾有一定的削弱作用；

2）電機(jī)設(shè)備內(nèi)部，某些自動(dòng)化系統(tǒng)中的某些互感器中有可起到相當(dāng)明顯的削弱干擾作用的屏蔽部分；

3）電機(jī)的機(jī)箱或機(jī)柜的電力輸入端對(duì)地接一個(gè)耐受高壓的小電容，可有效抑制外部的高頻干擾，在有效遏制電流變化是對(duì)微機(jī)保護(hù)的干擾上取得了顯著效果；

4）變電站系統(tǒng)所使用的金屬材料也可以對(duì)干擾起到一定程度的屏蔽作用。

3.2 與地面連接

1）雖然將電氣設(shè)備與地面連接是以防雷擊為主要的目的，但是也可以在減弱電磁干擾方面起到一定作用。

2）二次系統(tǒng)接地可從工作和保護(hù)兩大方面出發(fā)。工作接地可以有效保證電機(jī)設(shè)備電流的穩(wěn)定性，從而減少干擾的發(fā)生。而保護(hù)接地是采取的輔助手段。

3.3 隔離

采取合理的隔離措施，可以減小傳到系統(tǒng)的電磁干擾。

1）由于在電力企業(yè)中各個(gè)儀器如應(yīng)用自動(dòng)化所用到的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)，大部分來自于最初系統(tǒng)的各個(gè)電氣設(shè)備經(jīng)過一定變化產(chǎn)生的，并經(jīng)由強(qiáng)電回路輸出，并不能直接流入自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過隔離變壓器的有效隔離，并且隔離變壓器一次、二次之間的屏蔽層必須配合接地措施，才能有效起到屏蔽效果；

2）自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入和輸出，主要是受斷路器、隔離開關(guān)的輔觸點(diǎn)和主變壓器分接頭位置等的控制。并且這些開關(guān)都處于強(qiáng)電回路中，如果將這些開關(guān)都與自動(dòng)化系統(tǒng)直接連接，就會(huì)引入強(qiáng)電磁干擾。因此，要對(duì)光電耦合裝置或繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行隔離；

3）其他隔離的手段主要有:在二次回路中在布置線路時(shí)應(yīng)采取隔離措施；信號(hào)線的傳輸應(yīng)進(jìn)行分類使用；并且傳輸信號(hào)的電纜應(yīng)與其他用途的電纜分開使用；給電氣設(shè)備中的二次設(shè)備配導(dǎo)線時(shí)，需注意避免各回路的相互感應(yīng)所引起的干擾。

3.4 雷電天氣加強(qiáng)保護(hù)的措施

加裝雷電過電壓保護(hù)裝置是消除系統(tǒng)內(nèi)模擬量輸入通道干擾的主要手段之一。

3.5 計(jì)算機(jī)導(dǎo)線抗干擾

由于絕大多數(shù)的微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)和其他一些電氣設(shè)備其供電電源線通常采用民用電流,任何因素對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊、電壓和頻率的大幅波動(dòng)都可直接或間接影響微機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)斐捎?jì)算機(jī)死機(jī)，其中計(jì)算機(jī)的電源導(dǎo)線是計(jì)算機(jī)受到干擾的主要途徑。所以，對(duì)計(jì)算機(jī)交流供電系統(tǒng)的抗干擾措施的大力實(shí)施至關(guān)重要。

4 提高自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾能力的措施

1）加強(qiáng)設(shè)備管理，不斷鉆研新的合理化的組裝方法，找出更多解決問題的解決方法，不斷對(duì)設(shè)備進(jìn)行同步升級(jí)，使其適用于新的發(fā)展方向；2）加強(qiáng)工作人員工作能力，不斷學(xué)習(xí)新的科學(xué)文化知識(shí)，并將理論與實(shí)際相結(jié)合，改善以往的不足之處，不斷的改革創(chuàng)新；3）多與同行業(yè)的優(yōu)秀代表切磋交流，學(xué)習(xí)新的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，使自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)的技術(shù)水平不斷提高。

5 結(jié)論

隨著綜合變電站自動(dòng)化的水平不斷提高，大量的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的使用使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的抗干擾能力也有了很大的進(jìn)步。但是，對(duì)于抗干擾工作的進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)，我們要做的工作還有很多，可以說是任重而道遠(yuǎn)。我們既要保護(hù)現(xiàn)有的儀器設(shè)備和電氣自動(dòng)化裝置，又要繼續(xù)加大力度去爭(zhēng)取更加先進(jìn)的技術(shù)，學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的理論知識(shí)。在對(duì)現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)的不斷深化的前提下，也要繼續(xù)吸取更多領(lǐng)域的精華，將其融會(huì)貫通，應(yīng)用到變電站自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)抗干擾系統(tǒng)中來。本文較全面的闡述了自動(dòng)化裝置抗干擾的原理，也揭示了各種干擾源產(chǎn)生的原因，并給出了如何繼續(xù)加強(qiáng)抗干擾工作的幾點(diǎn)建議，希望以此作為業(yè)界各個(gè)工作崗位有意義的參考指導(dǎo)。

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