變電站二次系統(tǒng)電磁干擾與預(yù)防措施研究

鄧前鋒

摘 要：高強(qiáng)度的電磁場環(huán)境會對微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置造成一定的影響，例如，變電站等大型電磁場環(huán)境會使整個系統(tǒng)的運行陷入危機(jī)中。簡要分析了變電站二次系統(tǒng)電磁干擾的相關(guān)情況，并及時發(fā)現(xiàn)其中的干擾因素，從而提出有效的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：變電站；二次系統(tǒng)；電磁干擾；微機(jī)機(jī)電保護(hù)裝置

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.122

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，在電力系統(tǒng)中，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置被人們廣泛應(yīng)用，它的存在有效完善了電網(wǎng)自動化技術(shù)中存在的不足。而在電力系統(tǒng)運行的過程中，還存在一些強(qiáng)度的電磁干擾，比如發(fā)電廠、高壓變電站等，它們嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的運行安全。當(dāng)受到外界環(huán)境因素的干擾時，保護(hù)裝置就出現(xiàn)誤動或其他故障，對整個系統(tǒng)造成極大的威脅。所以，應(yīng)有效分析變電站的運行情況，找出影響其正常運行的因素，并采取合理的預(yù)防措施。

1 變電站出現(xiàn)電磁干擾影響

在變電站運行的過程中，可能存在很多干擾因素。這些干擾因素造成的影響主要有：①電磁干擾具有大幅度、高頻率，并且前沿較陡等特點，它們會直接通過不同分布的電感耦合、電容進(jìn)入變電站的系統(tǒng)中。②電磁干擾到電源（電流電源或交流）的回路，導(dǎo)致計算機(jī)不能正常運行。如果受到嚴(yán)重的電磁干擾，可能直接出現(xiàn)計算機(jī)死機(jī)的情況。③受到電磁干擾后，模擬量在輸入過程中會因通道等因素的影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果出現(xiàn)錯誤，使采樣的計量和精度在沒有微機(jī)保護(hù)的情況下發(fā)生誤動。④如果情況嚴(yán)重，會直接破壞元器件，同時，電磁的干擾會導(dǎo)致開關(guān)量在輸入過程中受通道等因素的影響，造成隔離開關(guān)閉合、斷路器等出現(xiàn)判斷錯誤的情況。如果電磁干擾直接影響了輸出通道，會導(dǎo)致斷路器合、跳閘的出口回路出現(xiàn)誤動的情況。⑤受到電磁干擾后，極容易穿透集成芯片中的PN結(jié)，并出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失、芯片被燒毀和絕緣破壞等故障，同時，造成保護(hù)的拒動或是誤動，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運行。因此，對于不同的傳播途徑和干擾源，應(yīng)采取合理的預(yù)防措施，有效減少電磁干擾帶來的危害。

2 針對電磁干擾采取的預(yù)防措施

在處理和解決變電站中電磁干擾問題時，一定要遵循變電站的實際情況，采用安裝接地銅排、裝置抗干擾電容、安裝阻工頻電容、制訂電纜敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、完善電源系統(tǒng)和其他的抗干擾等措施。以下對于這些措施進(jìn)行具體分析。

2.1 安裝接地銅排

在變電站中的電纜夾層內(nèi)選取橫截面為1 cm2的接地銅排連接，并與其全部保護(hù)屏接地端子連接，連接時可以采用橫截面為0.04 cm2的多股銅線。在變電站中電纜溝支架頂端沿電纜敷設(shè)方向設(shè)置橫截面為1 cm2的銅質(zhì)導(dǎo)線，在結(jié)合高頻電纜屏蔽與濾波器二次端子時，可以使用0.1 cm2銅質(zhì)導(dǎo)線連接，然后將其焊接在相應(yīng)的銅質(zhì)導(dǎo)線上。這一方法能夠構(gòu)建繼電保護(hù)等電位面，有效抵消了不同保護(hù)設(shè)備間的電位差。

2.2 裝置抗干擾電容

在連接的過程中，如果存在交流電流、直流電流和電壓等，應(yīng)首先把這些進(jìn)線連接在抗干擾電容上，而另一邊的電容則連接在地上，之后把電容同一接線終端引入到繼電保護(hù)裝置中，避免出現(xiàn)高頻干擾因素，減少高頻信號出現(xiàn)在二次回路中直接干擾保護(hù)裝置的運行。抗干擾電容接線情況如圖1所示。

2.3 安裝阻工頻電容

因為高頻電纜層有2個接地點，所以，如果出現(xiàn)接地故障或者接地電流通過變電站的地網(wǎng)時，可以在2個接地點之間的工頻電壓中，將形成的縱向電壓加入到高頻電纜的回路中。這樣做，也許收發(fā)信機(jī)高頻變量器會出現(xiàn)飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致發(fā)信中斷，且高頻閉鎖的保護(hù)裝置會出現(xiàn)誤動。因此，高頻通信電纜芯的回路中需要接入1個電容為0.05 μF的電容器，用來阻斷工頻電流。

2.4 制訂電纜敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

如果應(yīng)用的是二次電纜，則需要將其更換成屏蔽電纜。在敷設(shè)工作中，電纜應(yīng)該避免出現(xiàn)在變壓器中性點、避雷器和一些高頻暫態(tài)電流處，不可以出現(xiàn)與高壓線相平行的情況，最大程度地避免強(qiáng)干擾源的出現(xiàn)，減少在控制電纜上出現(xiàn)干擾。在電纜溝里，經(jīng)常把控制電纜布置在比電纜支架低2層、3層的地方，同時，還應(yīng)與電力電纜之間保持最大間距，充分選取100 mm2的接地銅排所能產(chǎn)生的屏蔽效應(yīng)，并減少強(qiáng)磁場給控制電纜帶來的干擾。

2.5 完善電源系統(tǒng)的抗干擾

對于電源系統(tǒng)，所選擇的干擾措施有以下幾點：①確保供電的電壓波形保持平穩(wěn)狀態(tài)，可以選擇UPS來穩(wěn)定工作電源，同時，應(yīng)盡量選擇在變電站使用直流電源；②應(yīng)選擇隔離變壓器和隔離工模來減少干擾，避免電網(wǎng)所產(chǎn)生的噪聲干擾到控制系統(tǒng)，并且減少強(qiáng)雷電壓造成的裝置破壞；③應(yīng)盡可能縮短輸出回路，而且電纜芯的選擇不易過小，從而減小壓降。

2.6 其他預(yù)防措施

鑒于工作中存在的問題，可采取以下措施：①應(yīng)在收發(fā)信機(jī)的聽信回路里增加2～5 ms的延時時間，減少因外部干擾所帶來的誤停信；②禁止攜帶紫外線之類的設(shè)備到保護(hù)室內(nèi)，防止芯片程序出現(xiàn)擦除；③及時升級軟件版本，使軟件在設(shè)計工作時可以保留適合的冗余度；④工作人員在接近繼電保護(hù)裝置時，應(yīng)該去除自身帶來的靜電；⑤保護(hù)室內(nèi)禁止使用高能輻射的設(shè)備，例如對講機(jī)等。

在對電力系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防干擾的過程中，這些方法都可以有效解決干擾問題，并取得不錯的預(yù)防效果。這樣做，能有效解決對微機(jī)保護(hù)裝置造成的干擾。

3 結(jié)束語

變電站的抗干擾工作是一項較為復(fù)雜的工程，需要考慮現(xiàn)場的實際情況，并根據(jù)出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的有效運行。在設(shè)計施工中，應(yīng)了解系統(tǒng)的抗干擾能力，合理安排布局變電站的一次或二次設(shè)備，優(yōu)先選擇具有屏蔽功能的通道線或電纜，并有效完成鋪設(shè)工作。因此，在系統(tǒng)運行過程中，電磁干擾的出現(xiàn)是不可避免的，但如果找到其中的規(guī)律，并采取相應(yīng)抗干擾措施，就可以降低電磁干擾出現(xiàn)的概率，確保電力系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定、可靠的運行。

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