變電站二次系統電磁干擾與預防措施研究

鄧前鋒

摘 要：高強度的電磁場環境會對微機機電保護裝置造成一定的影響，例如，變電站等大型電磁場環境會使整個系統的運行陷入危機中。簡要分析了變電站二次系統電磁干擾的相關情況，并及時發現其中的干擾因素，從而提出有效的預防措施。

關鍵詞：變電站；二次系統；電磁干擾；微機機電保護裝置

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.122

在信息技術不斷發展的今天，在電力系統中，微機型繼電保護裝置被人們廣泛應用，它的存在有效完善了電網自動化技術中存在的不足。而在電力系統運行的過程中，還存在一些強度的電磁干擾，比如發電廠、高壓變電站等，它們嚴重影響了電力系統的運行安全。當受到外界環境因素的干擾時，保護裝置就出現誤動或其他故障，對整個系統造成極大的威脅。所以，應有效分析變電站的運行情況，找出影響其正常運行的因素，并采取合理的預防措施。

1 變電站出現電磁干擾影響

在變電站運行的過程中，可能存在很多干擾因素。這些干擾因素造成的影響主要有：①電磁干擾具有大幅度、高頻率，并且前沿較陡等特點，它們會直接通過不同分布的電感耦合、電容進入變電站的系統中。②電磁干擾到電源（電流電源或交流）的回路，導致計算機不能正常運行。如果受到嚴重的電磁干擾，可能直接出現計算機死機的情況。③受到電磁干擾后，模擬量在輸入過程中會因通道等因素的影響導致數據結果出現錯誤，使采樣的計量和精度在沒有微機保護的情況下發生誤動。④如果情況嚴重，會直接破壞元器件，同時，電磁的干擾會導致開關量在輸入過程中受通道等因素的影響，造成隔離開關閉合、斷路器等出現判斷錯誤的情況。如果電磁干擾直接影響了輸出通道，會導致斷路器合、跳閘的出口回路出現誤動的情況。⑤受到電磁干擾后，極容易穿透集成芯片中的PN結，并出現數據的丟失、芯片被燒毀和絕緣破壞等故障，同時，造成保護的拒動或是誤動，嚴重影響電力系統的安全運行。因此，對于不同的傳播途徑和干擾源，應采取合理的預防措施，有效減少電磁干擾帶來的危害。

2 針對電磁干擾采取的預防措施

在處理和解決變電站中電磁干擾問題時，一定要遵循變電站的實際情況，采用安裝接地銅排、裝置抗干擾電容、安裝阻工頻電容、制訂電纜敷設標準、完善電源系統和其他的抗干擾等措施。以下對于這些措施進行具體分析。

2.1 安裝接地銅排

在變電站中的電纜夾層內選取橫截面為1 cm2的接地銅排連接，并與其全部保護屏接地端子連接，連接時可以采用橫截面為0.04 cm2的多股銅線。在變電站中電纜溝支架頂端沿電纜敷設方向設置橫截面為1 cm2的銅質導線，在結合高頻電纜屏蔽與濾波器二次端子時，可以使用0.1 cm2銅質導線連接，然后將其焊接在相應的銅質導線上。這一方法能夠構建繼電保護等電位面，有效抵消了不同保護設備間的電位差。

2.2 裝置抗干擾電容

在連接的過程中，如果存在交流電流、直流電流和電壓等，應首先把這些進線連接在抗干擾電容上，而另一邊的電容則連接在地上，之后把電容同一接線終端引入到繼電保護裝置中，避免出現高頻干擾因素，減少高頻信號出現在二次回路中直接干擾保護裝置的運行。抗干擾電容接線情況如圖1所示。

2.3 安裝阻工頻電容

因為高頻電纜層有2個接地點，所以，如果出現接地故障或者接地電流通過變電站的地網時，可以在2個接地點之間的工頻電壓中，將形成的縱向電壓加入到高頻電纜的回路中。這樣做，也許收發信機高頻變量器會出現飽和狀態，從而導致發信中斷，且高頻閉鎖的保護裝置會出現誤動。因此，高頻通信電纜芯的回路中需要接入1個電容為0.05 μF的電容器，用來阻斷工頻電流。

2.4 制訂電纜敷設標準

如果應用的是二次電纜，則需要將其更換成屏蔽電纜。在敷設工作中，電纜應該避免出現在變壓器中性點、避雷器和一些高頻暫態電流處，不可以出現與高壓線相平行的情況，最大程度地避免強干擾源的出現，減少在控制電纜上出現干擾。在電纜溝里，經常把控制電纜布置在比電纜支架低2層、3層的地方，同時，還應與電力電纜之間保持最大間距，充分選取100 mm2的接地銅排所能產生的屏蔽效應，并減少強磁場給控制電纜帶來的干擾。

2.5 完善電源系統的抗干擾

對于電源系統，所選擇的干擾措施有以下幾點：①確保供電的電壓波形保持平穩狀態，可以選擇UPS來穩定工作電源，同時，應盡量選擇在變電站使用直流電源；②應選擇隔離變壓器和隔離工模來減少干擾，避免電網所產生的噪聲干擾到控制系統，并且減少強雷電壓造成的裝置破壞；③應盡可能縮短輸出回路，而且電纜芯的選擇不易過小，從而減小壓降。

2.6 其他預防措施

鑒于工作中存在的問題，可采取以下措施：①應在收發信機的聽信回路里增加2～5 ms的延時時間，減少因外部干擾所帶來的誤停信；②禁止攜帶紫外線之類的設備到保護室內，防止芯片程序出現擦除；③及時升級軟件版本，使軟件在設計工作時可以保留適合的冗余度；④工作人員在接近繼電保護裝置時，應該去除自身帶來的靜電；⑤保護室內禁止使用高能輻射的設備，例如對講機等。

在對電力系統進行預防干擾的過程中，這些方法都可以有效解決干擾問題，并取得不錯的預防效果。這樣做，能有效解決對微機保護裝置造成的干擾。

3 結束語

變電站的抗干擾工作是一項較為復雜的工程，需要考慮現場的實際情況，并根據出現的問題采取相應的預防措施，從而促進電力系統的有效運行。在設計施工中，應了解系統的抗干擾能力，合理安排布局變電站的一次或二次設備，優先選擇具有屏蔽功能的通道線或電纜，并有效完成鋪設工作。因此，在系統運行過程中，電磁干擾的出現是不可避免的，但如果找到其中的規律，并采取相應抗干擾措施，就可以降低電磁干擾出現的概率，確保電力系統可以安全、穩定、可靠的運行。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕