變電站二次設備抗干擾問題的分析

鮑路陽

摘 要：在現代電力系統發展期間，二次設備運行環境日益嚴峻，面臨較強的電磁干擾影響，所以必須采取有效措施，加強二次設備的抗干擾能力，以免干擾影響自動裝置和機電保護裝置。同時提升電力系統運行可靠性和穩定性，維護整個電網系統的運行效益。此次研究主要是圍繞變電站二次設備抗干擾問題展開討論。

關鍵詞：變電站;二次設備;抗干擾

電力系統本身屬于電磁網，一次設備和二次設備在電磁環境下運行時，極易受到電磁干擾影響。當前，電力系統中開始廣泛應用微電子技術，其對于電磁干擾的耐受力較弱，極易導致繼電保護與安全自動裝置誤動，還會出現數據混亂和死機問題，影響裝置的運行狀態，還會干擾電網安全。所以必須深入分析和研究二次設備抗干擾問題。

1、干擾源與干擾途徑

1.1隔離開關操作所致干擾

隔離開關帶電分合操作時，會干擾影響二次設備和二次回路。由于隔離開關自身特點，導致其空氣去游離能力低，初始階段就會產生高頻率再點弧過程，同時產生大電流和大電壓，導致系統操作時出現高頻振蕩和過電壓現象。同時會通過母線產生輻射，對二次設備運行安全性造成極大影響。變電站接地網接入電流與電壓波時，會因高頻行波反射出現高頻振蕩問題。上述振蕩問題會和二次回路耦合，瞬間產生強干擾影響，且干擾信號通過二次電纜進入到保護裝置中。

1.2雷擊干擾影響

雷擊干擾的途徑和方式比較多變，并且與接地網狀態、設備布置以及電纜走向等有關。當變電站一次設備受到雷擊傷害時，雷電流會沿著高壓路線傳播，產生高頻率波，從而流入大地。在整個雷擊傷害過程中，雷電流會利用電磁偶耦合，二次線和大地之間產生干擾波。此外，由于二次電纜屏蔽層之間會產生電流，從而導致二次電纜芯感應電動勢，干擾二次設備。雷擊傷害所造成的負面影響，雷電流會從線路入侵后流入大地，出現暫態地電位升高情況。變電站地網存在接地阻抗，雷電時變電站內的暫態地電位和地網不同點的電位差感應，電流二次回路會受到干擾影響，進一步影響自動裝置和系列保護裝置的運行。

1.3變電所局部放電干擾

變電所局部放電干擾，主要包括線路金屬干擾和污穢絕緣子表面電暈放電干擾。所形成的電流脈沖會以電磁波形式干擾周圍設備。設備所處位置、表面潔凈狀態、導線截面以及氣候條件等因素會影響干擾波的強弱程度。

在干燥狀態下，電壓沿著絕緣子串的分布不均勻。在電壓等級持續提高條件下，會加重不均勻分布狀態。如果絕緣子承受高變壓，則會出現局部沿面放電現象。不僅會導致絕緣子腐蝕，還會產生輻射干擾。若氣候條件比較潮濕，沿著污穢絕緣子表面所流經的電流比較大。由于絕緣子表面污穢物沉積不均勻，從而導致薄弱部位產生電阻，發熱形成干燥帶，致使局部出現電弧和火花問題。此種局部放電所產生的輻射干擾具備高頻率分量。

1.4接地故障所引發的工頻干擾

對于大電流接地系統來說，系統出現單向接地故障時，會產生大電流的故障分量，該電流經過接地體時會產生電壓降，從而導致變電所不同部位之間產生低電位差。如果相同回路在變電所的不同部位存在多點接地情況，這樣就會導致不同接地點電位差在二次電纜屏蔽層中產生大電流。此時借助于電磁耦合作用，可以在二次，電纜線當中感應電流，從而干擾保護裝置，還會對設備運行安全性造成影響，引發電纜收回故障。

1.5直流電源干擾

對于直流電源干擾來說，其主要包括以下方面：第一，直流回路誤操作所引發的暫態干擾，當電感元件接通或斷開電源時，電感會釋放大量能量，從而導致線纜兩端產生過電壓問題，該過電壓與電感量，工作電流以及工作電壓等參數有關，并且會在二次回路中引發高頻干擾電壓，從而導致保護裝置誤動。第二，交流分量竄入直流回路中所導致的干擾影響。交流回路存在交變磁場，會嚴重干擾信號和直流回路的控制以及弱電回路，進一步破壞系統運行穩定性。

1.6靜電放電干擾

設備保護工作現場的靜電放電干擾，主要是由于身體與設備外殼、化纖衣物以及工器具等物品接觸摩擦產生。

2、抗干擾措施

2.1二次回路抗干擾措施

（1）應用屏蔽電纜連接地網和屏蔽層：通過大量試驗能夠看出，通過屏蔽電纜將屏蔽層在電纜兩端接地時，可以明顯降低干擾電壓，抗干擾效果顯著。在應用屏蔽線纜進行抗干擾處理時，需要考慮到接地方式、制作工藝以及材料等問題。然而需要注意的是，在處理期間不能應用備用芯兩頭同時接地處理。由于開關場不同部位的地點位差異顯著，如果使用備用芯兩頭同時接地方式，將會導致電流通過，從而導致工作線芯感應電勢。

（2）建立等電位面：將等電位接地母線設置在二次電纜室內和控制室保護屏柜下，通過多股軟線能夠確保首尾鏈接為環網，使等電位平臺上同時配置自動裝置和微機保護裝置。在電力設備運行過程中，為了避免地電位差干擾二次回路和設備，通過多股導線連接該等電位和變電所，以此消除干擾信號;

（3）電流互感器、電壓互感器二次回路一點接地：為了確保電力人員與設備的安全，必須不斷加強抗干擾能力。二次電流與電壓回路存在一個接地點，避免由于互感器一次線圈、二次線圈的分布電容，二次回路對地電容所致一次高壓進入到二次回路中，需要在配電裝置附近接地位置配置電流互感器的二次回路，將電流互感器組合在一起，形成完整的保護裝置。同時，在保護屏經端子排接地。電壓互感器二次回路接地點必須設置在控制室內。

（4）二次回路布線：按照繼電保護技術的相關要求，在布設二次回路時必須遵循以下原則：第一，交流回路、直流回路;強電回路、弱電回路不能混合使用同一根電纜，必須分開設置;避免產生相互干擾影響。第二，二次電纜、一次電纜分開設置。二次電纜敷設區域應當遠離避雷器、變壓器中性點、高壓母線、避雷器等設施，也不能平行于高壓線纜。

2.2繼電保護與自動裝置抗干擾措施

（1）保護裝置箱體接地：為了降低電磁干擾，需要采用保護裝置箱體接地處理。當裝置外殼接地良好時，能夠對外部干擾影響產生抑制效果，還能夠避免微電子設備干擾鄰近設備。若設備外殼存在接觸不良問題時，將會導致設備內部產生干擾，引發裝置功能紊亂問題，無法正常運行。

（2）經抗干擾電容接地：將抗干擾電容設置在二次回路保護裝置中，能夠起到顯著的屏蔽效果，還能夠對靜電耦合所致干擾起到抑制作用。通過應用抗干擾電容，既可以降低靜電感應干擾，還能夠有效抑制二次回路高頻干擾與無線電干擾。將干擾處理措施引入到裝置內部后，必須與直流操作回路導線、高頻輸出輸入導線保持安全距離。

3、結束語

綜上所述，由于電力系統開始廣泛應用微電子技術，因此導致二次設備抗干擾問題加劇。為了降低干擾影響，必須深入分析自動裝置和繼電保護裝置的性能特點。由于二次設備抗干擾技術比較復雜，此次研究所提出的方法比較單一，在實際控制管理工作中，還需要全面控制電磁干擾影響，以此確保電力系統運行安全與穩定。

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