變電站抗電磁干擾的措施

祖 剛 朱增雁

（哈爾濱電業局 五常一次變電所，黑龍江 五常150200）

0 引言

電磁干擾源的能量通過各種途徑以傳導或輻射方式耦合至變電站的一次系統和二次回路，表現為在電力線、信號線、控制回路和自動化系統上的干擾電壓和干擾電流的水平或電場和磁場的水平。因此，電磁兼容是至關重要的問題。但電磁環境是千變萬化的，要真正達到經濟上和技術上的電磁兼容，保證一、二次設備運行的可靠性，必須根據具體情況，靈活運用各種技術和措施。

消除或抑制干擾應針對電磁干擾的三要素進行，即消除或抑制干擾源；切斷電磁耦合途徑；降低裝置本身對電磁于擾的敏感度。對于變電站綜合自動化系統來說，重點應放在后兩方面。

1 抑制干擾源的影響

外部干擾源是變電站綜合自動化系統外部產生的，無法消除。但這些干擾往往是通過連接導線由端子串入自動化系統的，因此可從兩方面抑制干擾源的影響：

1.1 屏蔽措施

1.1.1 一次設備與自動化系統輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮（屏蔽層）的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地，對電場耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用

當屏蔽層一點接地時，屏蔽層電壓為零，可顯著減少靜電感應（電容耦合）電壓；當兩點接地時，干擾磁場在屏蔽層中感應電流，該電流產生的磁通與干擾磁通方向相反，互相抵銷，因而顯著降低磁場耦合感應電壓。兩端接地可將感應電壓降到不接地時感應電壓的1%以下。

1.1.2 二次設備內，綜合自動化系統中的測量和微機保護或自控裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設屏蔽層，這樣可起電場屏蔽作用，防止高頻干擾信號通過分布電容進入自動化系統的相應部件

1.1.3 機箱或機柜的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾；由于干擾都是通過端子串入的，當高頻干擾到達端子時，通過電容對地短路，避免了高頻干擾進入自動化系統內部

1.1.4 變電站綜合自動化系統的機柜和機箱采用鐵質材料，本身也是一種屏蔽

1.2 減少強電回路的感應耦合

為了減少變電站綜合自動化系統以外由一次設備帶來的感應耦合，可采用以下辦法：

1.2.1 控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態電流的入地點，并盡可能減少平行長度

高壓母線往往是強烈的干擾源，因此，增加控制電纜和高壓母線間的距離，是減少電磁耦合的有力措施。避雷器和避雷針的接地點、電容式電壓互感器、耦合電容器等是高頻暫態電流的入地點。控制電纜要盡可能離開它們，以便減少感應耦合。

1.2.2 電流互感器回路的A、B、C相線和中性線應在同一根電纜內，避免出現環路

1.2.3 電流和電壓互感器的二次交流回路電纜，從高壓設備引出至監控和保護安裝處時，應盡量靠近接地體，減少進入這些回路的高頻瞬變漏磁通

2 接地和減少共阻抗耦合

接地是變電站一、二次設備電磁兼容的重要措施之一，也是變電站綜合自動化系統抑制干擾的主要方法。在變電站設計和施工過程中，如果能把接地和屏蔽很好地結合起來，可以解決大部分干擾問題。下面針對一次系統和二次系統的特點，介紹一些行之有效的接地應注意的問題和方法。

2.1 一次系統接地

處理一次系統接地時，應注意對于引入瞬變大電流的地方應設多根接地線并加密接地網，以降低瞬變電流引起的地電位升高和地網各點電位差。例如：①設備接地線要接于地網導體交叉處；②設備接地處要增加接地網絡互連線；③避雷針、避雷器接地點應采用兩根以上的接地線和加密接地網絡。

2.2 二次系統接地

從電磁兼容的角度，對二次系統工作接地要求是：①工作接地網（總線）各點電位應一致；②多個電路公用接地線時，其阻抗應盡量小；③由多個電子器件組成的系統，各電子器件的工作接地應連在一起，通過一點與安全接地網相連。

降低多個電路共用地線阻抗所產生的噪聲電壓；避免產生不必要的地環路，或造成不同接地點有電位差。

3 降低裝置本身對電磁干擾的敏感度

3.1 隔離措施

采取良好的隔離和接地措施，可以減小干擾傳導侵入。在變電站綜合自動化系統中，行之有效的隔離措施有以下幾種：

3.1.1 模擬量的隔離

變電站的監控系統、微機保護裝置以及其他自動裝置所采集的模擬量，大多數都來自一次系統的電壓互感器和電流互感器，它們均處于強電回路中，不能直接輸入至自動化系統，必須經過設置在自動化系統各種交流輸入回路中的隔離變壓器隔離，這些隔離變壓器一、二次之間必須有屏蔽層，而且屏蔽層必須接安全地，才能起到比較好的屏蔽效果。

3.1.2 開關量輸入、輸出的隔離

變電站綜合自動化系統開關量的輸入，主要是斷路器、隔離開關的輔助觸點和主變壓器分頭位置等。開關量的輸出，大多數也是對斷路器、隔離開關和主變壓器分接開關的控制。這些斷路器和隔離開關都處于強電回路中，如果與自動化系統直接相連，必然會引入強的電磁干擾。因此，要通過光電耦合器隔離或繼電器觸點隔離，這樣會取得比較好的效果。

3.2 濾波

濾波是抑制自動化系統模擬量輸入通道傳導干擾的主要手段之一。對于串入信號回路的干擾采用濾波的方法可以有效地濾除。因此，各模擬量輸入回路都需要先經過一個濾波器，以防止頻率混迭。

對于電磁干擾嚴重的環境，可采用電容和非線性電阻組成的并聯浪涌吸收器，以抑制暫態干擾。這種浪涌吸收器能有效地抑制共模和差模暫態干擾。因此，常用在綜合自動化系統各子系統的交流輸入回路的小電壓互感器和小電流互感器的二次側，以及直流電源的入口處。電容器的電容量一般可取0.5μF以下；非線性元件一般可用碳化硅SiC，或氧化鋅ZnO、放電管等；理想的非線性電阻應具有熱容量大、響應快、電容電流及泄漏電流小、啟動電壓低和非線性特性好等特點。

4 結束語

變電站的抗電磁干擾是一項非常復雜，且實踐性非常強的工作。一種干擾現象可能由若干種因素引起，及時對其進行科學有效的分析，研究清楚干擾的性質，并采取相應的抗干擾措施，對保證變電站安全、可靠地運行有著十分重要的意義。

［1］程坦,王洪林.淺議變電站內綜合自動化系統的抗電磁干擾[J].內江科技.2009.

［2］侯德明.淺析變電站抗電磁干擾的措施[J].價值工程.2010.