發(fā)電廠二次電纜抗干擾方法研究

吳結(jié)根

摘 要：電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴增的情況下，發(fā)電廠建設(shè)也取得了一定的成果，為區(qū)域供電提供了有利支持。發(fā)電廠日常運營過程中，二次電纜會受到相關(guān)因素影響，從而被干擾，這對于發(fā)電廠正常運作而言，顯然是不利的。事實上，二次電纜干擾在電廠安裝調(diào)試過程中較為常見，處理起來存在一定困難。基于此，本文對發(fā)電廠二次電纜干擾進(jìn)行了綜合性分析，并提出了相關(guān)控制策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；發(fā)電廠建設(shè)；區(qū)域供電

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 干擾源分析

發(fā)電廠二次電纜出現(xiàn)干擾，來源于多方面因素，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）地位差干擾。發(fā)電廠線路布置與輸電線路存在一定差異性。通常情況下防雷接地、工作接地及安全接地都是統(tǒng)一的。地網(wǎng)內(nèi)部電流密度分布及土壤電阻率不均，造成地網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)局部電位差。發(fā)電廠設(shè)備存在地引線過長的情況，會導(dǎo)致局部電位上升。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)面積過大時，距離較遠(yuǎn)的兩點之間也會出現(xiàn)一定程度的電位差。電位差產(chǎn)生的干擾電壓將會對發(fā)電廠計算機系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用，影響其正常工作。情況嚴(yán)重的話，出現(xiàn)的地網(wǎng)電流可能會將屏蔽層及電纜線路燒毀。例如，變壓器出現(xiàn)空載投入或排除外部故障并恢復(fù)電壓后，可能會帶來一定強度的勵磁涌流，造成三相涌流波形不對稱，導(dǎo)致接地電流出現(xiàn)于中性點，并通過接地點泄入地網(wǎng)。此時，接地點電位將大幅度提升，若二次回路與入地點較為接近，其電位也會升高，導(dǎo)致出現(xiàn)干擾電壓。

（2）磁場干擾。發(fā)電廠周邊會存在一定強度的交變磁場，這些磁場相互作用，將帶來極強的干擾，干擾對象主要為二次設(shè)備如二次電纜、二次網(wǎng)絡(luò)等。同時，部分電氣設(shè)備受到電磁感應(yīng)影響也會產(chǎn)生電磁干擾。

（3）自然環(huán)境影響。大氣中的電場變化、電離層變化及雷電現(xiàn)象均會對發(fā)電廠二次設(shè)備帶來影響，或受到自然界電磁波影響，也不利于二次設(shè)備正常工作。

（4）導(dǎo)線耦合干擾。導(dǎo)線耦合干擾主要分為三類，即感性耦合、輻射耦合及容性耦合。發(fā)電廠內(nèi)部存在大量導(dǎo)線，包括一次電纜線、二次電纜線及設(shè)備內(nèi)部線路。這些導(dǎo)線會產(chǎn)生不確定的耦合作用，造成干擾。

（5）通信網(wǎng)絡(luò)干擾。目前，發(fā)電廠正朝著智能化方向發(fā)展，這使得發(fā)電廠內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模愈來愈大。當(dāng)智能化設(shè)備受到干擾時，部分設(shè)備出現(xiàn)通信故障，會造成相關(guān)數(shù)據(jù)遺失，導(dǎo)致通訊數(shù)據(jù)異常。系統(tǒng)無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、有效識別，可能會帶來誤操作，影響到系統(tǒng)的整體運行狀況。如何加強數(shù)據(jù)信息安全，強化通信網(wǎng)絡(luò)屏障，已經(jīng)成為了當(dāng)前智能化發(fā)電廠的重要課題之一。

2 二次電纜抗干擾相關(guān)措施分析

2.1 二次電纜屏蔽層接地。對于二次電纜屏蔽接地而言，通常情況下具有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)提出屏蔽電纜應(yīng)當(dāng)一端接地，而IEC標(biāo)準(zhǔn)則提出屏蔽層應(yīng)當(dāng)兩端接地。當(dāng)屏蔽層兩端接地時，受到地電位差影響，流經(jīng)屏蔽層的電流會對芯線信號產(chǎn)生干擾作用，在一次系統(tǒng)短路電流流經(jīng)接地網(wǎng)后，會造成局部電流過大，可能燒毀屏蔽層。另外，外界磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會進(jìn)入屏蔽層當(dāng)中。具體如圖1所示。為防止屏蔽層受到電流影響，就需要構(gòu)建出一個接地網(wǎng)。由于二次電纜對信號十分敏感，所以單點接地、兩點接地并不見得能滿足實際抗干擾需求。例如，微機保護(hù)裝置及控制裝置會采取雙層屏蔽電纜，外層應(yīng)用兩點接地，內(nèi)層采取單點接地，這樣外層的噪聲電流對內(nèi)層芯線就不會產(chǎn)生影響。同時，開關(guān)場一端可適當(dāng)電阻接地，控制室一端直接接地，進(jìn)一步提升抗干擾效果及電磁兼容性。

2.2 對地電位差進(jìn)行抑制。為抑制地電位差，需要保證發(fā)電廠具備一個完整的地電網(wǎng)，通過補充銅排連接，將電位差控制到最低程度。確保二次回路對地絕緣達(dá)到要求，即便地電網(wǎng)出現(xiàn)較大程度電位差時，也可避免二次回路絕緣受到破壞。在二次回路設(shè)計過程中，存在電氣連接的回路只能設(shè)置一個接地點，避免電位差產(chǎn)生的地網(wǎng)電流穿入回路中。同時，這種方式可有效避免電纜芯線與接地網(wǎng)產(chǎn)生閉合電流，為保護(hù)動作正確執(zhí)行提供保障。

2.3 控制雷電流。設(shè)置分流地線，使其與主地線平行并聯(lián)。即便雷電擊中電廠附近，通過分流地線也可降低主地線中的雷電流，同時降低周邊電磁場強度，避免感應(yīng)電壓過高。設(shè)置二次回路時，盡可能避開雷電流入地點。將垂直接地體置于避雷針接地點，從而起到降低電位與電流的效果，垂直接地體不會對二次回路產(chǎn)生感應(yīng)電壓。對泄流結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，降低引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)，使原有屏蔽網(wǎng)可充分發(fā)揮作用。單獨鋪設(shè)避雷地網(wǎng)，使其與變電站工作接地分離。對于獨立避雷器而言，應(yīng)當(dāng)單獨構(gòu)建接地結(jié)構(gòu)。將電廠建筑主筋與環(huán)裝基礎(chǔ)鋼筋焊接，與外部接地體共連，使其與工作接地共地，以此發(fā)揮等電位效應(yīng)，讓避雷器充分發(fā)揮作用。

2.4 優(yōu)化電纜鋪設(shè)。保證同一根電纜不會同時出現(xiàn)在交流回路與直流回路中，防止交流電竄入直流回路，避免出現(xiàn)混聯(lián)。強電回路與弱電回路不能使用同一個電纜，將內(nèi)線有效分離，避免強電回路對弱電回路產(chǎn)生干擾。強電電纜與弱電電纜盡量避免平行鋪設(shè)，通過擴大二次回路與干擾源之間的距離，來降低電纜長度。在此基礎(chǔ)上對鋪設(shè)路徑進(jìn)行優(yōu)化，降低干擾源與二次回路間的耦合電容，使耦合阻抗提升。二次電纜路徑可選擇輻射狀鋪設(shè)方式，避免出現(xiàn)環(huán)路。當(dāng)二次回路于高壓設(shè)備引出時，盡可能靠近接地引線，從而降低二次電纜與地引線之間的磁通。

結(jié)語

發(fā)電廠正常運行過程中，可通過二次電纜屏蔽層接地、優(yōu)化電纜鋪設(shè)、控制雷電流并對地電位差進(jìn)行抑制，來有效控制二次電纜干擾，為線路乃至整個系統(tǒng)提供一個良性的工作環(huán)境，使發(fā)電廠維持穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅剛.變電站二次電纜抗干擾的方法研究[J].科技傳播，2012（18）：27+30.