220 kV及以上變電站繼電保護(hù)抗干擾研究

曹 露

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司揚(yáng)州運(yùn)維分部，江蘇揚(yáng)州 225009）

0 引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)越來(lái)越完善，電網(wǎng)建設(shè)直接關(guān)系著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生活，因此我國(guó)近幾年加強(qiáng)了電網(wǎng)建設(shè)工作，完善了電網(wǎng)體系，220 kV以上的高壓變電站數(shù)量顯著增多，但是220 kV高壓變電站在運(yùn)行過(guò)程中始終處于高強(qiáng)度電磁場(chǎng)環(huán)境下，所以運(yùn)行中很容易受到電磁干擾，導(dǎo)致變電站運(yùn)行異常。因此在220 kV以上變電站的運(yùn)行過(guò)程中，需要加強(qiáng)繼電保護(hù)和抗干擾工作，這是變電站發(fā)展的必然要求。

1 220 kV及以上變電站受到的干擾

（1）雷電導(dǎo)致的干擾。在220 kV及以上變電站的運(yùn)行過(guò)程中，由于變電站自身在運(yùn)行的過(guò)程中就帶有很強(qiáng)的電荷，所以在夏季雷雨多發(fā)的季節(jié)，雷電天氣就會(huì)對(duì)變電站產(chǎn)生影響，如果變電站沒(méi)有做好避雷工作就會(huì)引發(fā)雷擊事故，變電站自身運(yùn)行帶有的電荷，本身就與雷電中含有的電荷會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以在雷雨天氣中，變電站或多或少都會(huì)受到雷電的影響，雷電中含有的電流可能會(huì)進(jìn)入到供電網(wǎng)絡(luò)中，引起電纜的屏蔽層，產(chǎn)生瞬間高頻電流，增加二次設(shè)備電纜感應(yīng)到的干擾電壓，并在電纜之中進(jìn)行無(wú)序流動(dòng)，從而使得繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行受到影響，嚴(yán)重的還會(huì)破壞繼電保護(hù)設(shè)備，給整個(gè)電力系統(tǒng)的工作造成危害。雷電導(dǎo)致的電磁干擾，是目前220 kV及以上變電站受到的主要干擾，主要是因?yàn)槔纂娮陨砭蛶в泻軓?qiáng)的電荷和電磁力，所以在一些山區(qū)雷電比較頻發(fā)的區(qū)域，就需要做好變電站的避雷工作，防止雷擊事故的發(fā)生。

（2）接地故障導(dǎo)致的干擾。變電站內(nèi)部設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，產(chǎn)生的電流量比較大，而且設(shè)備的運(yùn)行很容易受到外界因素的干擾，因此在變電站內(nèi)的設(shè)備通常會(huì)接地，以保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行安全。但仍然存在變電站內(nèi)設(shè)備的接地故障，很多設(shè)備在接地過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，使得故障電流通過(guò)變壓器的中心點(diǎn)，經(jīng)過(guò)基地網(wǎng)絡(luò)的傳輸回流到故障點(diǎn)，使得地網(wǎng)中的電勢(shì)差比較高，從而給設(shè)備的正常運(yùn)行造成干擾。

（3）電感耦合導(dǎo)致的干擾。在變電站的設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)作也會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定干擾，很多隔離開(kāi)關(guān)在動(dòng)作的過(guò)程中，當(dāng)電流通過(guò)了高壓線的主線，在線纜周圍形成強(qiáng)力磁場(chǎng)，使得二次電纜周圍的磁通密度較高，對(duì)二次設(shè)備的回路造成高電壓干擾，進(jìn)而威脅到整個(gè)機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。

（4）斷電器故障導(dǎo)致的干擾。在變電站的供電工作中，為了保證電力的質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，通常會(huì)在系統(tǒng)中加設(shè)斷電器，防止電流和電壓出現(xiàn)異常，保護(hù)電力回路的正常運(yùn)行。如果在設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，直流控制回路中的電感線圈出現(xiàn)故障，那么就會(huì)在幾點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中，造成頻譜寬的干擾電磁波，這個(gè)干擾電磁波在設(shè)備正常運(yùn)行的過(guò)程中，必然會(huì)影響到繼電保護(hù)設(shè)備的工作。此外，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中如果工作人員操作不當(dāng)，也會(huì)在接觸設(shè)備外殼時(shí)而產(chǎn)生火花，或者工作人員自身攜帶的電子通信設(shè)備等，也隨時(shí)會(huì)散發(fā)出電磁波，而且功率越強(qiáng)的設(shè)備散發(fā)出的電磁也就越強(qiáng)，這些都會(huì)影響到繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行。

（5）靜電放電干擾。220 kV及以上變電站中的電氣設(shè)備，在正常放置或使用的過(guò)程中，為了保證電氣設(shè)備的正常使用，通常會(huì)要求設(shè)備周圍的環(huán)境要干燥，這樣雖然能夠防止電氣設(shè)備受到外界物質(zhì)的影響，但在這種極度干燥的環(huán)境中，工作人員在作業(yè)及走動(dòng)的過(guò)程中，衣物很容易產(chǎn)生靜電，嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生極強(qiáng)的放電現(xiàn)象，這些都會(huì)對(duì)電站內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。

2 220 kV及以上變電站繼電保護(hù)抗干擾的措施

（1）降低變電站內(nèi)的接地電阻。在220 kV及以上變電站的電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，為了保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行進(jìn)行的接地操作，其接地電阻也會(huì)影響到設(shè)備運(yùn)行，因?yàn)樽冸娬緝?nèi)為了提升設(shè)備的運(yùn)行效率和提高避雷設(shè)備的效率，通常會(huì)使用大量的互感器和避雷器，這些設(shè)備在使用的過(guò)程中難免產(chǎn)生大量的電流和電磁，所以在變電站內(nèi)需要適當(dāng)降低接地電阻，降低變電站內(nèi)的電流效應(yīng)，防止一次設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)故障點(diǎn)，從而提升變電站內(nèi)設(shè)備的抗干擾能力。

（2）合理設(shè)置繼電保護(hù)設(shè)備的電位面。目前我國(guó)220 kV及以上變電站在設(shè)備運(yùn)行控制工作中，通常使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行集中控制，將變電站內(nèi)的所有電氣設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備都集中于中央控制器中，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理，而在這種管理方式中，繼電保護(hù)裝置與其他的電氣設(shè)備都處于同一個(gè)電位面，這樣雖然能夠加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的控制和管理，但也意味著當(dāng)某一個(gè)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生了故障，其他設(shè)備包括繼電保護(hù)設(shè)備也會(huì)隨之產(chǎn)生故障，使得故障的影響擴(kuò)大，設(shè)備發(fā)生連鎖反應(yīng)，從而使得繼電保護(hù)裝置無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的繼電保護(hù)作用。因此想要進(jìn)行220 kV及以上變電站的繼電保護(hù)和抗干擾工作，就要將繼電保護(hù)裝置的電位面進(jìn)行合理設(shè)置，需要在保證繼電保護(hù)裝置和其他電氣設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整二者的電位差，防止一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障后而造成連鎖反應(yīng)。為了調(diào)整二者之間的電位差，需要工作人員設(shè)置對(duì)應(yīng)截面的專用接地線，控制好控制微機(jī)和地網(wǎng)之間連接的位置，并在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)控制微機(jī)連接子網(wǎng)來(lái)說(shuō)，能夠有效屏蔽變電站內(nèi)的電磁干擾。

（3）將高頻同軸電纜進(jìn)行接地。在高頻同軸電纜的運(yùn)行過(guò)程中，如果只是對(duì)一端進(jìn)行接地，則母線必然會(huì)受到開(kāi)關(guān)影響，在另一端形成瞬間高壓，因此在安裝高頻同軸電纜時(shí)，需要將其兩端都進(jìn)行接地，并分別通過(guò)開(kāi)關(guān)場(chǎng)和控制室進(jìn)行控制。

（4）在二次回路上減輕干擾。在220 kV及以上變電站的運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)電力系統(tǒng)難以避免的會(huì)發(fā)生電磁干擾，一次回路上的電磁干擾一般難以徹底消除，所以想要提高繼電保護(hù)和抗干擾能力，就需要在二次回路上降低電磁等對(duì)系統(tǒng)的干擾，由此降低整個(gè)變電站的電磁干擾水平。要降低第二次回路中的電磁干擾，可以將一次回路與二次回路之間的耦合切斷，在二次系統(tǒng)中可以使用帶屏蔽層的控制電纜，這樣電纜在運(yùn)用過(guò)程中，周圍即使產(chǎn)生了強(qiáng)烈電磁場(chǎng)，電纜的屏蔽層也可以及時(shí)感應(yīng)屏蔽電流，從而抵消磁通。

（5）濾波抑制干擾。在220 kV及以上變電站的繼電保護(hù)工作中，利用濾波來(lái)抑制電磁干擾是比較常見(jiàn)的抗干擾措施，在變電站內(nèi)設(shè)置濾波器，能夠?qū)⒃O(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的一些干擾電波進(jìn)行屏蔽，因此，在實(shí)際的抗干擾工作中，工作人員只需設(shè)置好相關(guān)的干擾電波參數(shù)和頻率，能對(duì)這些電波的頻率進(jìn)行屏蔽或吸收，減少頻率混疊，在發(fā)生干擾信號(hào)的差模涌浪現(xiàn)象時(shí)，還能有效抑制差模干擾信號(hào)，對(duì)于變電站內(nèi)設(shè)備的機(jī)電保護(hù)和抗干擾工作十分有效。

（6）其他抗干擾措施。除了以上幾種干擾措施之外，在220 kV及以上變電站的繼電保護(hù)和抗干擾工作中，還可以通過(guò)工作人員的操作降低電磁干擾。例如，可以在信號(hào)收發(fā)機(jī)上接入電纜，從而減少靜電放電和電耦合產(chǎn)生的干擾，也可以在進(jìn)行控制網(wǎng)絡(luò)的操作時(shí)，在控制頁(yè)面延時(shí)，以避開(kāi)通信通道隔斷的時(shí)間。或采用高頻通道，避免繼電保護(hù)裝置與其他設(shè)備發(fā)生信號(hào)疊加，也實(shí)現(xiàn)抗干擾的效果。比較常用的抗干擾措施，例如，進(jìn)行一次設(shè)備和二次設(shè)備的接地隔離；對(duì)于一次設(shè)備和二次設(shè)備中的一些關(guān)鍵元件進(jìn)行抗干擾處理，或提高二次設(shè)備的兼容性，提高電磁干擾的抵抗能力等。這些措施都能實(shí)現(xiàn)變電站的繼電保護(hù)和抗干擾效果。

3 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)速度十分迅速，220 kV及以上的變電站顯著增多，這些變電站在運(yùn)行的過(guò)程中難以避免會(huì)受到電磁或其他因素的干擾，影響供電工作，因此在現(xiàn)在220 kV及以上變電站的運(yùn)行中，需要對(duì)繼電保護(hù)和抗干擾工作進(jìn)行研究，保證電力設(shè)備正常運(yùn)行。