高壓變電站繼電保護抗干擾技術

錢昇

【摘 ?要】隨著人們的生產生活對電能的依賴程度逐漸加大，用戶對電網運行的穩定性以及供電的可靠性提出了更高的要求，確保電網安全、有效的運行已經成為電網工作人員的首要任務。高壓變電站中安裝的繼電保護裝置能夠自動完成故障點及故障類型的檢測，并及時切除故障原件，有效的降低了大范圍停電的概率。本文主要論述了高壓變電站繼電保護的干擾來源，提出了繼電保護抗干擾的技術以及具體的應用措施。

【關鍵詞】變電站;高壓;繼電保護;抗干擾

引言

在變電站的實際運行過程中，交變磁場會對變電站內的一、二次設備產生較大的影響，造成較為嚴重的設備故障，給電網運行帶來經濟效益及社會效益的損失。高壓變電站中的繼電保護裝置是變電站穩定運行的核心保障設備，能夠有效保障電網的穩定運行。但非正常的電磁環境以及超出正常幅值的電壓都會干擾繼電保護裝置的正常工作，進而給變電站的穩定運行造成威脅。因此，應采取有效的技術手段提升繼電保護裝置的抗干擾能力。

1 高壓變電站繼電保護干擾來源

1.1雷電產生的電磁干擾

由于高壓變電站正常運行時會產生較大的電荷量，所以其自身的電磁場強度較高，在雷雨天氣頻發的季節，雷擊電流下泄進入高壓變電站的供電網絡，會對變電站的二次設備產生磁通干擾，破壞高壓變電站繼電保護，使變電站的正常運行的功能性和安全性受到影響。

1.2變電站高壓設備間電感耦合產生的干擾

當安裝在高壓變電站的隔離開關之間產生電感耦合電流時，電流經由變電設備流向高壓供電主線，會在主線周圍產生較強的磁場，致使處在磁場范圍內的變電站二次設備發生電磁感應，進一步生成回路電壓，對變電站的保護裝置產生較大的干擾，影響變電站內的二次設備正常運行[1]。

1.3斷路器故障產生的干擾

在高壓變電站的正常運行過程中，當直流控制回路發生故障時，電磁感應線圈會進行自動斷開，而線圈斷開瞬間會產生一定強度的電磁波，該電磁波會直接對繼電保護設備產生干擾，影響變電站內設備的正常工作。在這種情況下，現場的操作人員使用移動設備時，移動設備受到變電站內電磁波的干擾會不斷增加自身功率，進一步造成電磁波干擾增強的惡性循環，降低了變電站運行的穩定性。

1.4設備接地故障產生的干擾

在實際的高壓變電站運行過程中，由于電路連接過于復雜，導致經常會發生設備多項接地故障或設備單項接地故障。當發生接地故障時，變壓器的中性點會流經故障電流，并在架空地線、故障點、中性點之間形成更大的電流，致使變電站地網中出現電勢差，進而產生工頻干擾，影響繼電保護裝置正常工作[2]。

2 高壓變電站繼電保護抗干擾技術與具體措施

為有效保障高壓變電站內自動控制裝置與繼電保護裝置的穩定、安全運行，電網公司應加強變電站設計、建設、運行過程中的抗干擾技術應用，從根源出發，提升變電站中二次設備自身的抗干擾能力。

2.1降低干擾源干擾能力

對于高壓變電站來說，電磁干擾的產生是不可避免的。因此，若想將電磁干擾給變電站正常運行、工作帶來的影響降到最低，只能采取有效的措施降低干擾源自身的干擾能力，或者提高系統內運行設備自身的抗干擾能力。在高壓變電站的實際運行過程中，電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設備的規范接地能夠有效的降低電磁干擾的產生。在變電站流經高頻電流時，規范接地能有效降低暫態電位，建立阻抗性能較低的系統接地網，縮小高壓變電站中接地電位差的差值幅度，降低接地故障產生干擾的干擾能力，從而降低其對系統內二次回路中電子設備的干擾程度[3]。

2.2建立繼電保護裝置電位面

高壓變電站中的繼電保護裝置通常以集中安放的形式安放于變電站的控制室中，將控制回路、微機保護、計算機放在同等電位面之中，并將其與變電站控制室的地網連接在一起，從而確保電位面的電位變化能夠及時適應變電站地網電位的變化，有效地避免了地網電位差入侵繼電保護裝置電位面，消除了微機設備與地網之間的電位差，最終保障了系統內部通信的可靠性。在進行各微機設備與地網點未免相連時，一定要選用恰當的專項截面接地線，將組件內外的所有零電位點、接地點與接地線連接在一起，在地網的合適位置連接接地端子，構成屏蔽干擾的電位網面。

2.3二次側抗干擾

光纖電流差動保護以及屏蔽電纜兩端接地可以有效提高高壓變電站內二次回路的抗干擾能力。其中屏蔽電纜兩端接地的抗干擾方式在高壓變電站中應用的更為廣泛[4]。電纜屏蔽線兩端接地后，母線中暫態電流對于電纜的控制或包圍會在第一時間被電纜屏蔽層所感應，并進行母線暫態電流屏蔽，用進行電流屏蔽時產生的磁通來抵消母線暫態電流產生的磁通，進而達到抗干擾的目的。除此之外，屏蔽電纜兩端接地的方式能最大程度的降低線路中的暫態感應電壓，進一步提升變電站運行的穩定性。

2.4在繼電保護系統中串接電容

對于變電站高壓設備間電感耦合產生的干擾可以采用可以采用高頻變量器進行抗干擾處理，即在高頻變量器耦合的通道電纜芯回路中串聯電容器[5]。在高壓電網發生故障時，接地電流通過兩端接地的高頻電纜層中會產生工頻電位差，并在高頻電纜回路中引入縱向電位差，最終導致收發機的變量器飽和并中斷發信，產生收信缺口，引起閉鎖保護誤動作。在繼電保護系統中串聯電容器能夠有效阻斷工頻電流，避免其帶來的干擾影響。

3 結束語

在變電站的繼電保護系統中應用抗干擾的技術手段能夠有效的提升繼電保護裝置的抗干擾能力，進而確保繼電保護系統在高壓變電站的運行工作中發揮穩定的功效，提高變電站運行的穩定性及可靠性，對我國電力行業的發展具有重要的實際意義。

參考文獻：

[1]袁仁彪.500kV變電站繼電保護抗干擾技術及其應用淺析[J].電工文摘，2015（06）：29-30+45.

[2]王曉剛.高壓變電站繼電保護抗干擾技術探討[J].黑龍江科學，2014，5（12）：263.

[3]余勇.500kV高壓變電站繼電保護抗干擾方法探析[J].科技與企業，2012（21）：144.

[4]張黎明.關于500kV高壓變電站繼電保護抗干擾方法的研究[J].中國新技術新產品，2011（20）：132-133.

[5]陳柱.變電站繼電保護抗干擾技術研究方法[J].科學之友，2010（10）：12-13.

（作者單位：金華八達集團公司物資分公司）