變電站微機保護及遠動裝置的電磁干擾與應對

摘要：變電站中應用的微機繼電保護設備，在電磁環境相對惡劣條件下，其自身的電磁兼容性和可靠性等多重要素直接影響著電力系統的正常運行。微機繼電保護設備已打破了以往常規電器理念，目前正在想著計算機化和網絡化以及智能化等方向發展，由于計算機中硬件和軟件設計變得十分復雜，造成設備對電磁干擾更加的敏感與脆弱，從而導致變電站常常會發生電磁干擾問題。對此，本文主要對變電站出現的電磁干擾的具體原因進行了分析與研究，從而總結出抵抗電磁干擾的有效對策。

關鍵詞：變電站；微機保護；遠動裝置；電磁干擾

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（c）0000-00

在國內電力行業高速發展影響下，電力設備的自動化變得越來越高。現階段，變電站的電力系統相關保護控制裝置比較集中，所以電力系統的回路電纜以及保護控制裝置比較容易出現電磁干擾問題。而微機保護設備可以有效確保電力系統的可靠、穩定運行。可是設備內部單元以及元器件比較容易遭受外界因素干擾，同時變電站的工作環境非常容易出現電磁干擾，在干擾相對嚴重的時候就會造成保護誤動，對此一定要對變電站中電磁干擾具體來源和對微機保護設備造成的影響完成分析，從而有針對性的防止或是降低變電站中的電磁干擾造成的微機保護設備影響。

1變電站的電磁干產生與傳統方式分析

（一）變電站電磁干擾的形成

現階段，電力系統中電磁干擾種類主要包含了外部干擾與內部干擾，其中外部干擾主要由高壓開關操作與短路故障以及電暈放電等。而內部干擾一般是在自動化系統相關結構和元件布局以及生產工藝等要素來決定的。

（二）電磁干擾傳播方式

變電站電磁干擾依據傳輸的方式能夠分成傳導干擾和輻射干擾以及電磁感應的耦合干擾。其中傳導干擾主要是經過干擾源與被干擾設備間的相應公共阻抗完成傳播，而輻射干擾通常是利用電磁波完成傳播。除此之外，感應偶和干擾主要是為電磁騷擾能量利用和其相臨近導體形成的感應耦合，并且在相臨近的體內感應出對應的掃然電流或是電壓。

2電磁干擾現象對微機保護設備造成的影響

首先，造成設備損壞。雷電和高壓網絡操作會造成高頻震蕩相應幅值超過低頻電磁干擾的幅值，從而造成二次回路與保護設備元件損壞，特別是經過雷雨天氣之后，往往會發生自動化電子裝置損壞，例如微機保護設備中的開關電源等裝置。其次，引發設備誤動作。通常情況下，在工頻狀況下保護設備具有一個通頻帶，而高頻干擾經過通頻帶之后會被過濾掉，這時低頻干擾就能夠與相關數據信號共同進入到對應的保護回路中，嚴重影響設備的順利工作。同時還會出現空間電磁輻射現象，也就是外部感應干擾，一般會對信號線造成干擾，此種干擾會造成裝置相關信號發生異常，并且還會造成測量精度嚴重下降，進而造成通訊故障。最后是數字儀器發生指示錯誤。電磁干擾一般會造成電子儀器對脈沖多計或是漏計，從而導致數據處理單元發生四級或是數據丟失，甚至還會造成電子元件出現永久性損壞。

3變電站抗干擾措施分析

（一）接地正確和隔離干擾

二次系統主要應用的為屏蔽電纜是信號與電流以及電壓引入線，同時在控制室和開關站把屏蔽層進行同時接地，而且電壓互感器的電流回路應該在控制室進行接地，但是二次中性點只可以在控制室進行接地，從而能夠有效對點位增大所引發的干擾實現防御。對于變送器屏與保護屏一定要具備接地端子，而且屏本身還要確保接地可靠，同時完成保護設備箱體接地安全性與可靠性試驗與檢測，全部的保護設備主要用于變壓器隔離。另外一、二次線圈之間一定要具備良好的保護層，以及安全的接地屏蔽層，在外部設置保護設備或是集成電路型相關空觸點。

（二）雷電強干擾措施

首先是遠動通訊，對于信號與弱點部分應該都應用屏蔽電纜，同時屏蔽層的兩端應該實現可靠接地，對于保護與載波以及遠動電源位置一定要設置抗干擾模塊與金屬氧化物相應的抵押防雷設備。其次，要把原來并不具備防雷電功能的比較陳舊的后背式UPS替換為具備防雷功能的現金在線式UPS，同時在遠動通道，特別是微波通道應該在通道的入口位置建立專用的通道避雷器。最后，針對比較長的通信網線，在一定條件下要更換成光線通信，也就是在間隔層中設置光交換機和光線設置終端，從而利用光線接入主控室，盡可能隔斷雷電感應相關通路，降低雷電波的有效入侵。針對并未改造的系統，要在網線的兩端屏蔽實現安全接地，同時和設備進行同一點接地。

（三）交直流控制回路設計

交直流回路組成各自的絕緣系統以及接地系統。若是交、直流回路要在同一根的電纜內部，這樣相互間就會造成干擾，若是兩者出現線芯的絕緣下降或是短路就會造成直流接地，從而嚴重影響交直流的兩個回路系統正常工作。若是交流對直流回路引發干擾或是竄入直流回路，從而造成裝置損壞，變電站的電力系統也會出現比較嚴重的事故，對此不可只為便捷留下一些安全隱患。

（四）二次回路的抗干擾對策

首先，對于二次布線，一定要綜合考慮抗干擾有關要求，嚴格的實施反措要求，針對強信號以及弱信號不可共用同一根電纜，同時交流回路和直流回路也不可共用同一根電纜。在應用靜態保護過程中，一定要選擇屏蔽電纜，而且屏蔽層的兩端應該接地。保護電纜不可以和電力電纜在同一層進行敷設，同時要盡量遠離高頻暫態的電流相關流入點，比如避雷器或是避雷針相關接地點。其次，二次控制盒信號電纜的敷設具體方向一定要盡可能和高壓母線垂直，從而在一定程度上減低強電與弱電之間的電磁耦合，而且通信網線的敷設一定要盡可能和強電的交流電纜有效避開，比如置于金屬護套中，也就是屏蔽干擾，還能夠防止機械損傷。最后，針對自動化系統而言，間隔層的組網模式對于抗干擾還有影響，如果利用LonWorks組網模式，這樣不但節點數能夠有效滿足中型變電站相關需求，因為LonWorks網是無源網絡與脈沖變壓器隔離，還具備量很高的抗電磁干擾能力。對此，LonWorks是良好的選擇。

4結束語：

變電站的二次系統中抗干擾作為一項涉及到設備開發和調試安裝以及運行管理等許多方面比較綜合的系統工作，一定要進行多個方面的協調。對此，就應該在實踐的過程中不斷的總結經驗，從而探索其規律性，并且認真進行觀察和深入研究，在傳統的問題中尋找新思路，然后依據現實狀況解決電磁干擾問題，從而確保變電站電網系統的可靠與安全運行。

參考文獻：

[1]秦曉輝.微機保護電磁兼容研究及變電站內電磁千擾的傳播途徑[D]，北京：華北電力大學，2013.

[2]孫春艷，李景祿，何艷嬌等.變電站微機保護和監控系統電源干擾及抑制[J].高電壓技術，2012，34（4）： 12-19.

[3]王玉峰.變電站瞬態電磁環境及微機保護系統EMC研究[D]，大連：人連理工大學，2010.

[4]黃海，張輝，張棟.變電站內的電磁干擾及電磁兼容問題[J].電力建設，2012， 23 （2）：32-34.

[5]陳淡龍.淺談變電站電磁抗干擾技術[J].廣西電業，2012，（5）： 23-28.

作者簡介

姓名：宋堅 出生年月：1970年12月20日 性別 ：女 籍貫：福建 研究方向：電子及通信技術 學歷：本科 職稱：講師