綜合自動化變電站微機保護抗干擾系統(tǒng)研究

任寶斌

山西焦煤西山煤電集團公司發(fā)電公司，山西 太原 030053

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會電力需求的日益增加，各行各業(yè)對電能質量要求的不斷提高，各種智能設施的普遍應用，使得電力穩(wěn)定供應的要求不斷增加。綜合自動化變電站的微機保護抗干擾系統(tǒng)運用現(xiàn)代先進的計算機科學技術、現(xiàn)代電子通信通訊技術和信息處理技術等達到對變電站二次設備（包括微機保護、測量、信號、控制、故障錄波、遠動裝置及自動裝置等等）的功能進行優(yōu)化設計的目的，對自動化變電站的運轉情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、協(xié)調和控制的一種綜合系統(tǒng)。其主要特征是將保護、監(jiān)控、協(xié)調、通信等功能通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來，分功能模塊進行結構化設計組裝，通過各種可是設備將抗干擾能力全方位提高，使變電站的管理更加先進，工作更加穩(wěn)定可靠。在電力系統(tǒng)的運轉過程中，不可避免的會產(chǎn)生大量的電磁場，而這一電磁場反作用于電力設備特別是二次設備。因此，必須展開對自動化變電站微機保護抗干擾系統(tǒng)的研究，以便早日找到最優(yōu)化的變電站抗干擾的辦法，供廣大同仁互相借鑒。

1 微機保護的原理

微機保護裝置應該具有一定的抗干擾能力，同時這些裝置本身不可以對周圍的電子裝置產(chǎn)生電磁干擾。微機保護裝置不僅要求自身有較高的性能，同時要求可以抑制電子線路之間的相互干擾，尤其是高頻數(shù)字、模擬混合電路，即應有良好的電磁兼容性。

2 綜合自動化變電站內電磁干擾產(chǎn)生的原因

由于發(fā)電廠和變電站本身就是一個強大的電磁干擾源，在正常工作和出現(xiàn)故障時，都會產(chǎn)生各種電磁干擾。同一個電力系統(tǒng)內的各種電力設備，無論是改變運行方式，出現(xiàn)故障或進行開、關等操作時，都會引發(fā)電磁振蕩，這些電磁場的波會對很多電力設備的工作性能產(chǎn)生影響。電磁干擾主要表現(xiàn)在一次設備與一次設備、一次設備與二次設備、二次設備與二次設備之間，包括工作頻率、諧波、沖擊和高頻振蕩。

1）開、關操作引起電磁干擾；

2）二次回路的操作引起電磁干擾；

3）短路產(chǎn)生的大電流對二次設備產(chǎn)生干擾；

4）大型變壓器、發(fā)動機和電動機、高壓導線等都會產(chǎn)生射頻干擾；

5）雷雨天氣時會產(chǎn)生雷電干擾，雷電流最高可達200KA，經(jīng)避雷器導入地面，使得地面上的電網(wǎng)電位分布極不均勻；

6）電力系統(tǒng)一次設備和二次設備之間不斷發(fā)生電磁的耦合，會產(chǎn)生耦合干擾。

3 綜合自動化變電站微機保護抗干擾的原理

抵御電磁干擾的一個基本理念，就是設計一個合理的能夠最大程度抵消電磁場量的方案。要想實現(xiàn)自動化變電站微機保護系統(tǒng)抗干擾的要求，應該找到干擾源抑制、削弱干擾源，切斷電磁耦合的所有路徑，降低電力設備對電磁干擾的敏感性。外部干擾源產(chǎn)生于不受控制的自動化變電站的外部，基本上是無法將其消除的，但是可以對其進行抑制。

3.1 屏蔽

1）電機設備與自動化系統(tǒng)的輸入輸出的連接電纜的兩端有屏蔽部分，也可以對電磁干擾有一定的削弱作用；

2）電機設備內部，某些自動化系統(tǒng)中的某些互感器中有可起到相當明顯的削弱干擾作用的屏蔽部分；

3）電機的機箱或機柜的電力輸入端對地接一個耐受高壓的小電容，可有效抑制外部的高頻干擾，在有效遏制電流變化是對微機保護的干擾上取得了顯著效果；

4）變電站系統(tǒng)所使用的金屬材料也可以對干擾起到一定程度的屏蔽作用。

3.2 與地面連接

1）雖然將電氣設備與地面連接是以防雷擊為主要的目的，但是也可以在減弱電磁干擾方面起到一定作用。

2）二次系統(tǒng)接地可從工作和保護兩大方面出發(fā)。工作接地可以有效保證電機設備電流的穩(wěn)定性，從而減少干擾的發(fā)生。而保護接地是采取的輔助手段。

3.3 隔離

采取合理的隔離措施，可以減小傳到系統(tǒng)的電磁干擾。

1）由于在電力企業(yè)中各個儀器如應用自動化所用到的各種計算機系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)，大部分來自于最初系統(tǒng)的各個電氣設備經(jīng)過一定變化產(chǎn)生的，并經(jīng)由強電回路輸出，并不能直接流入自動化系統(tǒng)，必須經(jīng)過隔離變壓器的有效隔離，并且隔離變壓器一次、二次之間的屏蔽層必須配合接地措施，才能有效起到屏蔽效果；

2）自動化系統(tǒng)開關量的輸入和輸出，主要是受斷路器、隔離開關的輔觸點和主變壓器分接頭位置等的控制。并且這些開關都處于強電回路中，如果將這些開關都與自動化系統(tǒng)直接連接，就會引入強電磁干擾。因此，要對光電耦合裝置或繼電器觸點進行隔離；

3）其他隔離的手段主要有:在二次回路中在布置線路時應采取隔離措施；信號線的傳輸應進行分類使用；并且傳輸信號的電纜應與其他用途的電纜分開使用；給電氣設備中的二次設備配導線時，需注意避免各回路的相互感應所引起的干擾。

3.4 雷電天氣加強保護的措施

加裝雷電過電壓保護裝置是消除系統(tǒng)內模擬量輸入通道干擾的主要手段之一。

3.5 計算機導線抗干擾

由于絕大多數(shù)的微機保護抗干擾系統(tǒng)和其他一些電氣設備其供電電源線通常采用民用電流,任何因素對電網(wǎng)造成的沖擊、電壓和頻率的大幅波動都可直接或間接影響微機系統(tǒng)的正常運行，甚至會造成計算機死機，其中計算機的電源導線是計算機受到干擾的主要途徑。所以，對計算機交流供電系統(tǒng)的抗干擾措施的大力實施至關重要。

4 提高自動化變電站微機保護抗干擾能力的措施

1）加強設備管理，不斷鉆研新的合理化的組裝方法，找出更多解決問題的解決方法，不斷對設備進行同步升級，使其適用于新的發(fā)展方向；2）加強工作人員工作能力，不斷學習新的科學文化知識，并將理論與實際相結合，改善以往的不足之處，不斷的改革創(chuàng)新；3）多與同行業(yè)的優(yōu)秀代表切磋交流，學習新的經(jīng)驗與技術，使自動化變電站微機保護抗干擾系統(tǒng)的技術水平不斷提高。

5 結論

隨著綜合變電站自動化的水平不斷提高，大量的計算機和互聯(lián)網(wǎng)通信技術的使用使變電站自動化系統(tǒng)的抗干擾能力也有了很大的進步。但是，對于抗干擾工作的進一步加強和改進，我們要做的工作還有很多，可以說是任重而道遠。我們既要保護現(xiàn)有的儀器設備和電氣自動化裝置，又要繼續(xù)加大力度去爭取更加先進的技術，學習更加先進的理論知識。在對現(xiàn)有知識結構的不斷深化的前提下，也要繼續(xù)吸取更多領域的精華，將其融會貫通，應用到變電站自動化微機保護抗干擾系統(tǒng)中來。本文較全面的闡述了自動化裝置抗干擾的原理，也揭示了各種干擾源產(chǎn)生的原因，并給出了如何繼續(xù)加強抗干擾工作的幾點建議，希望以此作為業(yè)界各個工作崗位有意義的參考指導。

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