水力發(fā)電廠二次抗干擾措施的運(yùn)用

【摘要】針對水力發(fā)電廠的二次干擾，結(jié)合理論與實踐，首先分析了二次設(shè)備干擾對水力發(fā)電廠的影響，在此基礎(chǔ)上對水力發(fā)電廠二次干擾的來源進(jìn)行分析，最后提出二次抗干擾的措施，旨在為水力發(fā)電廠工作的順利開展提供可靠的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】水力發(fā)電廠；二次干擾；抗干擾措施；運(yùn)用分析

引言

水力發(fā)電廠二次抗干擾對發(fā)電廠能否順利生產(chǎn)運(yùn)行有重要作用，實踐證明，科學(xué)合理的二次抗干擾措施是水力發(fā)電廠繼電保護(hù)二次回路的信號受到干擾以后，仍然能正常運(yùn)行的關(guān)鍵，也是進(jìn)一步提升水力發(fā)電廠高效安全生產(chǎn)電量的有效途徑，但我國對于水利發(fā)電廠二次抗干擾措施的運(yùn)用研究還有待進(jìn)一步深入。對此，本文結(jié)合理論與實踐，基于二次抗干擾設(shè)計措施，對水利發(fā)電廠二次抗干擾措施的運(yùn)用做了如下分析。

一、二次干擾對水力發(fā)電廠設(shè)備的影響

二次干擾是水力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中，通過耦方式在控制、保護(hù)系統(tǒng)中感應(yīng)產(chǎn)生干擾電壓，通常情況下在水力發(fā)電廠中經(jīng)常使用弱電設(shè)備，尤其是技PLC控制、電子元件等設(shè)備，其抗二次干擾和耐電壓的能力比較弱，所以在實際運(yùn)行過程中需要采取必要的抗干擾措施，否則不但會影響設(shè)備的安全運(yùn)行，而且會對水力發(fā)電廠的設(shè)備造成一定損壞。主要體現(xiàn)以下兩個方面：一方面，目前大多數(shù)水力發(fā)電廠信號回路采用的高科技數(shù)字信號回路，很大程度上提高運(yùn)行信號傳遞效率，但是數(shù)字信號的抗二次干擾能力比較弱，一旦受到信號干擾就會導(dǎo)致生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞，或者傳輸?shù)刂贩òl(fā)生錯誤，相應(yīng)的設(shè)備就會發(fā)生功能故障或者運(yùn)行故障。 另一方面，如果模擬信號回路受到二次干擾，就會發(fā)生開關(guān)電路誤翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，如果此時缺少完善閉鎖系統(tǒng)，就會發(fā)生開關(guān)誤動作，對正在運(yùn)行設(shè)備造成嚴(yán)重影響。

二、水力發(fā)電廠中干擾信號的產(chǎn)生原因

（一）周圍環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)磁場

周圍環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)磁場是水力發(fā)電廠產(chǎn)生干擾信號的主要原因，水力發(fā)電廠內(nèi)部有很多產(chǎn)生交變磁場的設(shè)備，比如：發(fā)電機(jī)、變壓器、運(yùn)輸電流的動力電纜等等。如果在這些設(shè)備周圍安裝PLC控制設(shè)備、控制元件等二次回路，在磁場的影響下就會產(chǎn)生較大干擾電壓。而干擾電壓機(jī)會導(dǎo)致二次回路中可編程控制器數(shù)據(jù)發(fā)生突變、運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤、通訊中斷、傳輸數(shù)據(jù)變位等，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

（二）電容耦合產(chǎn)生干擾

水力發(fā)電廠中由于一次回路大電流導(dǎo)體會對二次回路存在較大的電容，使得一次回路對二次回路產(chǎn)生電容性干。而且在開關(guān)控制站、主變室無論是一次回路還是二次回路，電容之間相互耦合，同時電源回路和控制回路之間也會相互耦合，從而對此二次回路的正常工作造成一定干擾。

（三）雷擊干擾

當(dāng)發(fā)電廠的設(shè)備遭受到雷擊以后，就會瞬間產(chǎn)生巨大電流，同時發(fā)生電磁耦合，就會在電力設(shè)備產(chǎn)生干擾的電壓。從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)υO(shè)備造成不可修復(fù)的損壞。雖然在水力發(fā)電廠中有多的避雷措施，但是雷擊具有不可測性，不僅會損壞二次電源模塊，還可能對相應(yīng)設(shè)備的通訊口以及信息傳遞的輸入模塊早損壞。

（四）接地電位差產(chǎn)生的干擾

接地電位差產(chǎn)生的干擾主要相應(yīng)設(shè)備對地絕緣性不良，就會產(chǎn)生一定的漏電流，這些漏電流在大地流動傳輸會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓差，導(dǎo)致廠房兩段接地電纜的屏蔽層產(chǎn)生較電流，從而電纜中信號的傳遞產(chǎn)生干擾，所以為了避免漏電流使各點(diǎn)存在的電壓差，在設(shè)備安裝過程中，就需要根據(jù)實際情況選擇合適的接地點(diǎn)，盡量減少二次回路造成的影響。

（五）外部設(shè)備高能輻射引起干擾

水力發(fā)電廠工作人員佩戴的手機(jī)、對講機(jī)等無線通訊設(shè)備都會產(chǎn)生高能輻射，同樣會對二次電力中PLC控制和電子元件產(chǎn)生高頻率干擾。比如：江蘇某水力發(fā)電廠，工作人員在PLC控制室，長時間使用對講機(jī)，使得相鄰保護(hù)裝置出現(xiàn)誤出口跳斷路。所以說外部設(shè)備高能輻射引起干擾也是引發(fā)二次干擾信號的關(guān)鍵因素。

三、水力發(fā)電廠二次抗干擾措施

（一）屏蔽掉硬件上干擾源

要想減小干擾源對水力發(fā)電廠設(shè)備的二次干擾，就必須盡量排屏蔽掉設(shè)備硬件上的干擾源，二次回路設(shè)備的外殼要充分接地屏蔽，同時設(shè)備裝置的活動部分，也要可靠連接。比如：二次控制設(shè)備柜門、機(jī)箱蓋板等外殼要和接地點(diǎn)可靠導(dǎo)通，除此之外還要保證接頭連接的良好性，同時要對車間廠房的墻壁進(jìn)行處理，安裝金屬網(wǎng)、防靜電地板等等。在2015年天津某水力發(fā)電廠，花費(fèi)800余萬對所有電廠設(shè)備硬件上的干擾源進(jìn)行是隔離屏蔽，在年底總上發(fā)現(xiàn)，比2014年因為二次干擾導(dǎo)致發(fā)電廠設(shè)備上損失的次數(shù)，下降了將近62%，為電廠減少了500余萬維修費(fèi)，從組數(shù)據(jù)中可以看出，屏蔽掉硬件上干擾源是水力發(fā)電廠防止二次抗干擾的主要措施。

（二）保證接地點(diǎn)正確可靠

正確可靠的裝置接地點(diǎn)是保證電力系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵。相關(guān)實踐經(jīng)驗證明，隨意或者方法錯誤的接地導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行損壞的案例有很多，所以在接地過程中必須慎重處理，通常情況下水力發(fā)電廠設(shè)備需要四套獨(dú)立接地系統(tǒng)，第一套，電氣接地系統(tǒng)，主要的運(yùn)用在UPS和隔離變壓器屏蔽層接地中，主要的作用防止電網(wǎng)雜波進(jìn)入系統(tǒng)。第二套，方靜電接地系統(tǒng)，運(yùn)用在發(fā)電廠屏蔽接地和設(shè)備機(jī)箱外殼接地。第三套，防雷接地系統(tǒng)，主要作用是把雷電流導(dǎo)入地下，防止設(shè)備造成損壞。第四套，控制系統(tǒng)專用接地系統(tǒng)，屬于二次回路設(shè)備專用接地系統(tǒng)，不允許任何其他設(shè)備與之連接，從而避免產(chǎn)生二次干擾源。

四、結(jié)束語

綜上所述，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對水力發(fā)電廠生產(chǎn)的電量和穩(wěn)定性提出了更高要求，尤其是近年來清潔能源的提出， 使得電力逐漸成為社會功能實現(xiàn)的重要動力源，水力發(fā)電廠管理人員必須高度重二次干擾源對發(fā)電廠的影響，以及防治措施，才能保證水力發(fā)電廠高速穩(wěn)定的運(yùn)行。

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