220kV以上變電站繼電保護(hù)與自動裝置的抗干擾措施探討

尚艷潔

摘 要 本文對220kV以上變電站電磁干擾源類型以及干擾傳播方式進(jìn)行了簡單的介紹，針對220kV以上變電站抗干擾措施進(jìn)行了深入的研究分析，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望可以對220kV以上變電站繼電保護(hù)與自動裝置的抗干擾起到一定的參考和幫助作用，提高繼電保護(hù)與自動裝置的抗干擾水平，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 變電站繼電保護(hù)與自動裝置；抗干擾；措施

中圖分類號 TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0193-02

220kV以上變電站在運(yùn)行過程中磁場強(qiáng)度非常高，同時磁場環(huán)境較為特殊，繼電保護(hù)與自動裝置裝在這種環(huán)境下，會經(jīng)常受到正常和非正常磁場的干擾和影響。220kV以上變電站在運(yùn)行過程中，可以通過感應(yīng)、傳導(dǎo)等方式，將一次、二次回路中的電磁干擾轉(zhuǎn)移至元器件，如果設(shè)計電磁干擾強(qiáng)度超過元件以及回路的抗干擾水平，那么將會直接導(dǎo)致回路異常，影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，受到電磁干擾影響，變電站自動化設(shè)備會受到大量垃圾信息的干擾，導(dǎo)致站內(nèi)的正常監(jiān)視以及操作功能受到影響，必須要尋找相應(yīng)的解決措施提高220kV以上變電站繼電保護(hù)與自動裝置的抗干擾能力，本文對此進(jìn)行了研究分析。

1 220kV以上變電站電磁干擾

1.1 干擾源類型

220kV以上變電站繼電保護(hù)與自動裝置在運(yùn)行過程中所受到的電磁干擾主要來自以下幾個方面：第一，一次系統(tǒng)方面的干擾，比如說雷擊干擾等，變電站本身具備有非常強(qiáng)的電荷量，在夏季雷擊現(xiàn)象頻發(fā)，一旦電網(wǎng)遭受雷擊，將會出現(xiàn)瞬間大電流，二次設(shè)備電纜屏蔽層非常容易出現(xiàn)瞬間高頻電流；第二，接地故障，黨出現(xiàn)接地現(xiàn)象后，強(qiáng)大的電流會從接地故障位置流至地網(wǎng)，地網(wǎng)中會有非常高的電勢差產(chǎn)生，干擾高頻保護(hù)；第三，電感耦合，包括設(shè)備外殼的電火花放電等，隔離開關(guān)在動作過程中會在周圍產(chǎn)生強(qiáng)磁場，在這種情況下，二次電纜會覆蓋有高密度刺痛，影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行；第四，電感線圈故障，電感線圈在使用過程中本身出現(xiàn)故障，當(dāng)電感線圈因為故障出現(xiàn)斷開情況時，繼電保護(hù)系統(tǒng)中會出現(xiàn)有較寬頻譜的干擾電磁波，隨著當(dāng)前移動通信設(shè)備的功率越來越高，所產(chǎn)生的影響也將隨之增大。

1.2 電磁干擾傳播方式

220kV以上變電站在運(yùn)行過程中，被干擾二次回路與干擾源之間會通過不同的方式連接在一起，傳播電磁干擾。第一，輻射干擾，輻射干擾存在有高壓開關(guān)場和步話機(jī)輻射干擾兩種形式，并以高壓開關(guān)場干擾為主。220kV以上變電站會將繼電保護(hù)和控制設(shè)備直接安裝至高壓開關(guān)場，很大程度上增大了高壓開關(guān)場干擾的強(qiáng)度和范圍，在這種情況下，一般采取屏蔽的方式實現(xiàn)對設(shè)備的保護(hù)，第一層焊接金屬板柜，對箱體外形進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，通過這種方式屏蔽干擾信號，避免干擾信號直接傳遞至信號處理系統(tǒng)，第二層設(shè)置有鋁結(jié)構(gòu)框架以及外殼，第三層防護(hù)是使用多層板印刷線路，降低輻射干擾。第二，開關(guān)場耦合，開關(guān)場存在有電感耦合、電容耦合等會在同一電纜芯線位置出現(xiàn)有干擾電流，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)干擾電壓，最終導(dǎo)致終端所連接的設(shè)備被

干擾。

2 220kV以上變電站抗干擾措施

為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，一方面，需要提高繼電保護(hù)和自動裝置本身的抗干擾水平，另一方面，在進(jìn)行變電站的設(shè)計建設(shè)時，還需要采取針對性的保護(hù)措施，保證二次設(shè)備所受到的電磁干擾不超過設(shè)備本身的抗干擾能力。

2.1 降低干擾源處干擾

雖然從一次干擾源方面降低干擾有著非常大的難度，但是只要采取正確的措施，仍能實現(xiàn)對干擾的有效控制，當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的措施就是一次設(shè)備接地，減少避雷器、電流感應(yīng)器等設(shè)備的實際接地阻抗，通過這種方式，實現(xiàn)對高頻電流注入時電位升的有效控制。另外，還可以建立一個阻抗較低的接地網(wǎng)，將220kV以上變電站地電位差控制在最小范圍，降低二次回路所受到的干擾。

2.2 降低二次回路干擾

一次系統(tǒng)中存在有電磁干擾現(xiàn)象，想要實現(xiàn)對干擾的有效控制，就必須要提高對整個變電站電磁干擾水平的控制和降低，避免二次回路受到過多的電磁干擾影響。可以通過斷開一次回路與二次回路之間的耦合的方式進(jìn)行，比如說選擇帶有屏蔽層的高頻同軸電纜，在開關(guān)場和控制室兩端分別接地，這種降低二次回路干擾的方式在國際上有著非常廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點主要集中在兩個方面，一方面是當(dāng)出現(xiàn)有母線暫態(tài)電流包圍控制電纜情況時，屏蔽層能夠?qū)崿F(xiàn)對電流的有效屏蔽，同時產(chǎn)生磁通，與暫態(tài)電流方面的磁通相互抵消；另一方面，通過采取在開關(guān)場和控制室兩端分別接地的措施，能夠進(jìn)一步降低開關(guān)場和控制室兩點接地引起的地電位差和避免出現(xiàn)高頻同軸電纜只在一端接地時，在隔離開關(guān)操作空母線等情況下，必然在另一端較高的暫態(tài)高電壓。

2.3 從裝置配線方面提高線路抗干擾水平

在微機(jī)保護(hù)盤位置采取相應(yīng)的抗干擾措施，這種抗干擾方式主要針對交流與直流導(dǎo)線，在繼電保護(hù)裝置端部位置的開關(guān)場進(jìn)線處采取電容接地措施，采取這種措施控制電纜電磁干擾，將電磁干擾從母線位置傳遞至控制回路。另外，在二次回路端子位置也會有共模干擾存在，屏蔽層雖然可以起到一定的抗干擾效果，但是實際應(yīng)用效果比較有限，在這種情況下，借助控制電纜將阻抗轉(zhuǎn)移，仍會有較少的電壓存在。

2.4 利用濾波進(jìn)行干擾抑制

借助濾波，能夠?qū)崿F(xiàn)對繼電保護(hù)系統(tǒng)模擬量輸入的有效控制，模擬量輸入途徑方面的干擾主要存在有兩種形式，一種是差模干擾，另一種是共模干擾。將濾波器設(shè)置在各個模擬量輸入通道中，能夠很大程度上避免有頻率混疊現(xiàn)象出現(xiàn)，同時還可以借助濾波器吸收回路中的差模浪涌，如果出現(xiàn)有被測信號頻率低于差模干擾信號頻率情況，那么在進(jìn)行濾波干擾的抑制方面，可以借助低通濾波器實現(xiàn)。

2.5 其他抗干擾措施

繼電保護(hù)與自動裝置還可以通過其他方式實現(xiàn)抗干擾目的，第一，盡量不要將電纜接在信號收發(fā)機(jī)端口等位置，保證通信通道不會被隔斷；第二，為了減少通信通道方面所受到的干擾，嚴(yán)禁將帶電監(jiān)測設(shè)備與繼電保護(hù)裝置的高頻通道相連接；第三，可以適當(dāng)設(shè)置2s～5s延時在信號收發(fā)機(jī)線路中，通過這種方式，避免在運(yùn)行過程中有跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)；第四，一、二次回路接地隔離，一次回路接地不僅可以降低干擾，同時還能有效避免累積，二次回路接地能夠有效避免開關(guān)場電位瞬間升高現(xiàn)象出現(xiàn)，使二次設(shè)備兼容性得到有效保證。

3 結(jié)論

電磁干擾現(xiàn)象會很大程度上影響到變電站的正常運(yùn)行以及設(shè)備的安全，尤其在220kV以上變電站，存在有非常嚴(yán)重的電磁干擾現(xiàn)象，必須要針對220kV以上變電站繼電保護(hù)與自動裝置采取科學(xué)合理的抗干擾措施，將電磁干擾控制在合理的范圍內(nèi)，在保證220kV以上變電站設(shè)備安全的同時使變電站可以持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。首先，在干擾源位置降低干擾，其次，在二次回路位置降低干擾，最后，從裝置配線方面出發(fā)提高線路抗干擾水平，最終取得理想的抗干擾效果。

參考文獻(xiàn)

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)研究和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（1）：40-44.endprint