220k V及以上變電站繼電保護抗干擾措施

楊 錦

（云南電網有限責任公司楚雄供電局）

0 引言

隨著時代的發展，人們的衣食住行都離不開電，電的應用越來越廣泛，對電的依賴程度也越來越高，電的應用不但可以滿足人民生活的需要，而且還可以促進社會的發展，所以電的應用與社會的發展是相輔相成的。隨著社會和經濟的發展，很多變電站已經建成并投入運營，其中都安裝了繼電保護裝置，以確保變電站的安全、穩定運行。為保證電力系統的安全、穩定運行，應采取相應的技術措施。

1 變電站繼電保護的含義及意義

如果電力系統發生一些問題，影響電網的正常運轉，或者由于一些原因，引起系統的異常反應，從而找到問題的根源，并且在遇到故障的時候，作出相應的應對，這就是變電站的繼電保護。根據電網的實際運行狀況，變電站的繼電保護裝置可以對其進行準確、及時的判別。當電網發生故障或異常時，它可以迅速地做出響應，以保證整個電網的正常運行，避免故障或異常妨礙電網安全、可靠地工作。同時，當發生故障或異常時，可以通過繼電保護裝置的報警信息，及時發現故障，并能在不影響電網整體運行的情況下，對故障進行預測和處理。電力系統最大的特點是系統規模大，相互之間的聯系也很緊密，如果一個零件出問題，那么整個電網都會出現故障。正是由于這種缺點，才會有繼電保護的出現，能夠將故障部件及時處理或者臨時的隔離，這樣才能最大程度地保障電網的安全，降低危險。

2 220k V及以上變電站繼電保護抗干擾的必要性

220kV及以上變電站的繼電保護系統長期處于復雜的電磁環境中，在正常、非正常情況下，都會受到強烈的電磁干擾。220kV及以上變電站通過感應、傳輸等方式，將主回路的強烈EMI和二次回路的電磁干擾信號輸入到系統的元器件中。然而，當電磁干擾等級超出設備本身的抗干擾等級和性能時，就會使繼電器無法正常工作，從而造成整個系統的失效。同時，由于各種電磁干擾，在自動繼電保護裝置中，會產生大量的垃圾信息，從而影響到操作人員的監控和操作。因此，提高220kV及以上變電站的各類設備的抗干擾性能，是確保其正常工作、提高其工作可靠性的關鍵。

3 220k V及以上變電站受到的干擾類型

3.1 雷電導致的干擾

在220kV及以上變電站的工作中，由于變電站本身具有較高的電荷，因此，在夏天雷暴多發的季節，將會對變電站造成影響。如果變電站沒有做好避雷工作，就會出現雷擊。因為變電站本身攜帶的電荷，會和雷電的電荷產生一定的反應，在這種情況下，變電站的電荷會對電網造成一定的傷害，這些電流會通過電網進入電網，讓電線的屏蔽層產生瞬間的高頻電流，增加二次設備的干擾，在電線中亂竄，影響繼電保護裝置的正常工作，甚至會導致繼電保護裝置的損壞，對整個電網的工作造成損害。現在220kV及以上變電站最大的干擾是由雷電造成，由于雷電本身就具有很強的電荷和電磁力，因此在山區雷電頻繁的地區，為了避免雷電的襲擊，必須要做好相應的防護措施。

3.2 接地故障導致的干擾

由于變電站內的設備在正常工作時，會產生大量的電力，同時也會對設備的工作造成一定的影響。但目前還存在著一些變電站的接地故障，大量的設備在接地時發生故障，導致故障電流從變壓器的中心穿過，并通過基站網的傳輸，將其送至故障點，導致地網的電位差較大，從而影響到設備的正常工作。

在某些特定的情況下，由于斷路器的開閉，可能會出現電弧閃絡現象，在此過程中，會伴隨著高頻率的電流，進而形成強大的電場和磁場。同時，在磁場中的二次電纜也會被損壞，從而干擾二次設備的電壓，影響二次設備的正常工作。

3.3 斷電器故障導致的干擾

在變電站的供電工作中，為了確保電網的安全、可靠，一般都要在電網中加裝斷路器，以避免電網中的電流、電壓異常，從而確保電網的安全。在裝置的運轉中，如果直流控制電路中的感應線圈發生故障，那么在繼電器的保護系統中，就會產生一種頻率較寬的干擾電磁波，這種干擾電磁波在設備的正常工作時，一定會對繼電器的工作產生一定的影響。另外，在使用過程中，如果工人操作不當，與設備的外殼發生摩擦，可能會引起火花，而工作人員隨身攜帶的電子通訊裝置，也會釋放電磁波，而功率越大的儀器，所釋放出來的電磁波就會越大，從而對繼電器的工作造成一定的影響。

3.4 電感耦合和靜電放電干擾

電感耦合導致的干擾是指在某些特定的情況下，由于斷路器的開閉，可能會出現電弧閃絡現象，在此過程中，會伴隨著高頻率的電流，進而形成強大的電場和磁場。同時，在磁場中的二次電纜也會被損壞，從而干擾二次設備的電壓，影響二次設備的正常工作。關于靜電放電的干擾是指220kV及以上變電站中的電器，在正常放置或使用時，往往需要在設備附近保持干燥，以避免電器受到外界物質的污染，但在極端干燥的環境下，工作人員在工作和行走時，衣服會發生靜電，嚴重時會發生強烈的放電，從而影響電廠的設備。

4 電磁干擾傳播方式

220kV以上變電站在運行中，受干擾的二次回路和干擾源會以多種方式相互連通，從而導致EMI的擴散。第一是輻射干擾，輻射干擾主要有高壓開關磁場和對講機輻射干擾，其中高壓開關電場是主要的。220kV以上的變電站，將繼電保護與控制裝置直接與高電壓開關場連接，極大地增加高電壓開關場的干擾強度和范圍，因此，通常采用屏蔽的方法來達到對設備的保護，焊接一層金屬板，并對箱型進行科學設計，這樣既能有效地屏蔽干擾，又能防止信號直接傳輸到信號處理系統。第二是開關場耦合，由于電感耦合、電容耦合等原因，會造成同一電纜芯線位置出現有干擾電流，從而造成電感干擾，影響與終端相連的設備。

5 220kV及以上變電站繼電保護抗干擾措施

5.1 降低220kV及以上變電站內的接地電阻

220kV及以上變電站的接地電阻可有效地增強其抗干擾性能，為確保220kV及以上變電站的安全運行，需要大量互感器，如電流互感器、電壓互感器、避雷器等，這些互感器在220kV及以上變電站中都是很常見的，所以減少220kV及以上變電站的內部設備的電阻，可以有效減少電流的影響，防止一次設備發生故障。

5.2 設置繼電保護裝置的電位面

由于電力系統和電力系統的不斷發展，220kV及以上變電站的自動化程度越來越高，在電力系統中，一般采用控制網與集中控制系統相連接，從而使其與220kV及以上的電力設備在相同的電勢平面上運行。由于其他電氣設備的故障，會引起連鎖效應，從而引起繼電保護系統的失效。因此，有關部門要加大對電網電位的研究，確保220kV及以下變電站的繼電保護裝置能夠正常工作，同時保證繼電保護系統的電位與控制計算機的設備之間存在一定的電位差，這就需要有關技術人員的技術水平。一般情況下，相應斷面的接地導線都會受到電位差的影響，所以保證控制計算機和接地網絡的正確連接也很重要，在與各控制計算機的連接時，要注意把它們的連接子網絡連接起來，這樣才能起到抗干擾的效果，同時也能隔絕220kV及以上變電站的電磁干擾。

5.3 利用濾波抑制干擾

在220kV及以上變電站中，采用濾波技術對干擾進行抑制，是一種常用的抗干擾手段，通過濾波器，可以屏蔽共模干擾和差模干擾，從而有效地降低干擾。同時，濾波器還具備吸收功能，可以有效地降低220kV及以上變電站的干擾。當干擾信號產生差動時，工作人員可以采用低通濾波器對其進行抑制。

5.4 通過對串聯電容的控制極強高頻變量器完成耦合的高頻通道

在這種技術中，一種合適的電容器是通過一條線路連接起來的，因為目前的高頻電纜都是兩根電纜連接，所以當高壓電網出現故障時，當電力輸送到變電站的地網時，很可能會產生兩個地方的電勢差，導致接收和接收信號的頻率參數出現問題，從而導致信號不正常，所以必須要在環路上設置合適的電容，以保證它能有效地隔離工頻電流。普通的高頻同軸電纜，采用開關場的高頻電纜保護層與濾波器相連接，通過絕緣導線連接，并焊接分支導線。在控制室里，一般采用多根銅絲作為電纜的防護層，在此期間，要特別注意，在電纜上要鋪設一根直徑不低于100mm2的地線，并將其連接到地面，以達到保護目的。

5.5 在二次回路上減輕干擾

220kV及以上變電站在整個電網都會受到電磁干擾的影響，而一次回路的電磁干擾通常很難完全消除，因此為了增強其防護和抗干擾性能，必須減少二次回路的電磁干擾，從而減少整個變電站的電磁干擾。為了減少二次回路的電磁干擾，可以將一次回路和二次回路的耦合斷開，采用帶有屏蔽層的控制電纜，在運行期間，即使有強大的電磁場，電纜的屏蔽層也能在第一時間感應到電流，消除磁通。

5.6 加強高頻通道電纜中的串接電容

在變頻器的抗干擾中，必須使用高頻變量器直接耦合的高頻信道技術，即把濾波器與收發器的高頻線纜都不用電容器，把0.047μF的電容器與信道電纜芯回路相連，在變電站內的高壓電網構成一道屏障，必須與接地網相連，使電位差形成縱向電壓，再經過高頻線纜引流回路，使收發器高頻變換器飽和，信號中斷，產生收信缺口，高頻閉鎖保護錯誤動作，因此必須在回路內串聯電容來阻止。

6 結束語

總之，隨著我國經濟的迅速發展和電力系統的建設，電力系統的運行效率要求不斷提高。作為電力系統的重要組成部分，為了提高電力系統的高效率運行，需要引入更多的自動化設備和繼電保護。但是，在我國電力系統中，繼電保護的干擾問題是一個亟待解決的問題，盡管目前已經有很多抗干擾手段，但是業界仍需要進一步研究和探討更有效的方法，以提高其抗干擾能力，推動我國電力系統的發展。