220 kV及以上變電站繼電保護抗干擾研究

曹 露

（國網江蘇省電力有限公司檢修分公司揚州運維分部，江蘇揚州 225009）

0 引言

隨著我國現代化建設的不斷發展，基礎建設越來越完善，電網建設直接關系著經濟發展和人們的生活，因此我國近幾年加強了電網建設工作，完善了電網體系，220 kV以上的高壓變電站數量顯著增多，但是220 kV高壓變電站在運行過程中始終處于高強度電磁場環境下，所以運行中很容易受到電磁干擾，導致變電站運行異常。因此在220 kV以上變電站的運行過程中，需要加強繼電保護和抗干擾工作，這是變電站發展的必然要求。

1 220 kV及以上變電站受到的干擾

（1）雷電導致的干擾。在220 kV及以上變電站的運行過程中，由于變電站自身在運行的過程中就帶有很強的電荷，所以在夏季雷雨多發的季節，雷電天氣就會對變電站產生影響，如果變電站沒有做好避雷工作就會引發雷擊事故，變電站自身運行帶有的電荷，本身就與雷電中含有的電荷會發生反應，所以在雷雨天氣中，變電站或多或少都會受到雷電的影響，雷電中含有的電流可能會進入到供電網絡中，引起電纜的屏蔽層，產生瞬間高頻電流，增加二次設備電纜感應到的干擾電壓，并在電纜之中進行無序流動，從而使得繼電保護設備的正常運行受到影響，嚴重的還會破壞繼電保護設備，給整個電力系統的工作造成危害。雷電導致的電磁干擾，是目前220 kV及以上變電站受到的主要干擾，主要是因為雷電自身就帶有很強的電荷和電磁力，所以在一些山區雷電比較頻發的區域，就需要做好變電站的避雷工作，防止雷擊事故的發生。

（2）接地故障導致的干擾。變電站內部設備在運行的過程中，產生的電流量比較大，而且設備的運行很容易受到外界因素的干擾，因此在變電站內的設備通常會接地，以保護設備的運行安全。但仍然存在變電站內設備的接地故障，很多設備在接地過程中出現問題，使得故障電流通過變壓器的中心點，經過基地網絡的傳輸回流到故障點，使得地網中的電勢差比較高，從而給設備的正常運行造成干擾。

（3）電感耦合導致的干擾。在變電站的設備運行過程中，隔離開關的動作也會對設備產生一定干擾，很多隔離開關在動作的過程中，當電流通過了高壓線的主線，在線纜周圍形成強力磁場，使得二次電纜周圍的磁通密度較高，對二次設備的回路造成高電壓干擾，進而威脅到整個機電設備的正常運行。

（4）斷電器故障導致的干擾。在變電站的供電工作中，為了保證電力的質量和供電穩定性，通常會在系統中加設斷電器，防止電流和電壓出現異常，保護電力回路的正常運行。如果在設備的運行過程中，直流控制回路中的電感線圈出現故障，那么就會在幾點保護系統當中，造成頻譜寬的干擾電磁波，這個干擾電磁波在設備正常運行的過程中，必然會影響到繼電保護設備的工作。此外，設備在運行過程中如果工作人員操作不當，也會在接觸設備外殼時而產生火花，或者工作人員自身攜帶的電子通信設備等，也隨時會散發出電磁波，而且功率越強的設備散發出的電磁也就越強，這些都會影響到繼電保護設備的運行。

（5）靜電放電干擾。220 kV及以上變電站中的電氣設備，在正常放置或使用的過程中，為了保證電氣設備的正常使用，通常會要求設備周圍的環境要干燥，這樣雖然能夠防止電氣設備受到外界物質的影響，但在這種極度干燥的環境中，工作人員在作業及走動的過程中，衣物很容易產生靜電，嚴重的甚至會產生極強的放電現象，這些都會對電站內設備的正常運行造成影響。

2 220 kV及以上變電站繼電保護抗干擾的措施

（1）降低變電站內的接地電阻。在220 kV及以上變電站的電力設備運行過程中，為了保護設備正常運行進行的接地操作，其接地電阻也會影響到設備運行，因為變電站內為了提升設備的運行效率和提高避雷設備的效率，通常會使用大量的互感器和避雷器，這些設備在使用的過程中難免產生大量的電流和電磁，所以在變電站內需要適當降低接地電阻，降低變電站內的電流效應，防止一次設備在運行的過程中出現故障點，從而提升變電站內設備的抗干擾能力。

（2）合理設置繼電保護設備的電位面。目前我國220 kV及以上變電站在設備運行控制工作中，通常使用計算機技術進行集中控制，將變電站內的所有電氣設備和繼電保護設備都集中于中央控制器中，通過控制網絡進行集中管理，而在這種管理方式中，繼電保護裝置與其他的電氣設備都處于同一個電位面，這樣雖然能夠加強對設備的控制和管理，但也意味著當某一個設備在運行的過程中發生了故障，其他設備包括繼電保護設備也會隨之產生故障，使得故障的影響擴大，設備發生連鎖反應，從而使得繼電保護裝置無法發揮出應有的繼電保護作用。因此想要進行220 kV及以上變電站的繼電保護和抗干擾工作，就要將繼電保護裝置的電位面進行合理設置，需要在保證繼電保護裝置和其他電氣設備正常運行的基礎上，適當調整二者的電位差，防止一個設備發生故障后而造成連鎖反應。為了調整二者之間的電位差，需要工作人員設置對應截面的專用接地線，控制好控制微機和地網之間連接的位置，并在整個網絡中，對控制微機連接子網來說，能夠有效屏蔽變電站內的電磁干擾。

（3）將高頻同軸電纜進行接地。在高頻同軸電纜的運行過程中，如果只是對一端進行接地，則母線必然會受到開關影響，在另一端形成瞬間高壓，因此在安裝高頻同軸電纜時，需要將其兩端都進行接地，并分別通過開關場和控制室進行控制。

（4）在二次回路上減輕干擾。在220 kV及以上變電站的運行過程中，整個電力系統難以避免的會發生電磁干擾，一次回路上的電磁干擾一般難以徹底消除，所以想要提高繼電保護和抗干擾能力，就需要在二次回路上降低電磁等對系統的干擾，由此降低整個變電站的電磁干擾水平。要降低第二次回路中的電磁干擾，可以將一次回路與二次回路之間的耦合切斷，在二次系統中可以使用帶屏蔽層的控制電纜，這樣電纜在運用過程中，周圍即使產生了強烈電磁場，電纜的屏蔽層也可以及時感應屏蔽電流，從而抵消磁通。

（5）濾波抑制干擾。在220 kV及以上變電站的繼電保護工作中，利用濾波來抑制電磁干擾是比較常見的抗干擾措施，在變電站內設置濾波器，能夠將設備運行過程中產生的一些干擾電波進行屏蔽，因此，在實際的抗干擾工作中，工作人員只需設置好相關的干擾電波參數和頻率，能對這些電波的頻率進行屏蔽或吸收，減少頻率混疊，在發生干擾信號的差模涌浪現象時，還能有效抑制差模干擾信號，對于變電站內設備的機電保護和抗干擾工作十分有效。

（6）其他抗干擾措施。除了以上幾種干擾措施之外，在220 kV及以上變電站的繼電保護和抗干擾工作中，還可以通過工作人員的操作降低電磁干擾。例如，可以在信號收發機上接入電纜，從而減少靜電放電和電耦合產生的干擾，也可以在進行控制網絡的操作時，在控制頁面延時，以避開通信通道隔斷的時間。或采用高頻通道，避免繼電保護裝置與其他設備發生信號疊加，也實現抗干擾的效果。比較常用的抗干擾措施，例如，進行一次設備和二次設備的接地隔離；對于一次設備和二次設備中的一些關鍵元件進行抗干擾處理，或提高二次設備的兼容性，提高電磁干擾的抵抗能力等。這些措施都能實現變電站的繼電保護和抗干擾效果。

3 結語

目前我國電網建設速度十分迅速，220 kV及以上的變電站顯著增多，這些變電站在運行的過程中難以避免會受到電磁或其他因素的干擾，影響供電工作，因此在現在220 kV及以上變電站的運行中，需要對繼電保護和抗干擾工作進行研究，保證電力設備正常運行。