10kV開(kāi)關(guān)柜開(kāi)斷對(duì)二次智能設(shè)備的電磁干擾

管婧寧 劉爽

湖南平高開(kāi)關(guān)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410006

1 概述

目前，電網(wǎng)發(fā)展的主流方向?yàn)槎慰刂?、防護(hù)設(shè)備的高度集成化，提升二次智能設(shè)備對(duì)瞬態(tài)干擾的靈敏度和脆弱性。開(kāi)關(guān)柜對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)和控制很重要，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，二次側(cè)備靠近高壓斷路器，高壓開(kāi)關(guān)操作容易受瞬態(tài)高頻干擾，低壓部件可能相互影響也可能在兩者之間發(fā)生串?dāng)_，這可能會(huì)影響顯示器和其他功能。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)設(shè)備打開(kāi)時(shí)，研究二次智能設(shè)備的電磁干擾是非常重要的。

2 10kV開(kāi)關(guān)柜開(kāi)斷對(duì)二次智能設(shè)備的電磁干擾

2.1 環(huán)境噪聲下的基礎(chǔ)波形

在相通電流的情況之下，合上CCB（合閘斷路器）、分?jǐn)郃CB（輔助斷路器）以及TB（開(kāi)關(guān)柜），收集CT保障側(cè)及測(cè)定端的電流信號(hào)，當(dāng)作環(huán)境噪聲之下的基礎(chǔ)波形，除去開(kāi)關(guān)觸頭機(jī)械碰撞及環(huán)境噪聲引發(fā)的干擾。

2.2 開(kāi)關(guān)柜正常工作狀態(tài)下的波形采集

搜集正常工作條件下開(kāi)關(guān)設(shè)備的波形，以消除干擾將ACB引入測(cè)試結(jié)果。在開(kāi)關(guān)設(shè)備的正常操作成為電流源的輸入后，TB將保持關(guān)閉而無(wú)需任何動(dòng)作，但必須盡快中斷電流以保護(hù)電流源電容器和相關(guān)設(shè)備有在該狀態(tài)下，獲取電流波形作為正常操作中的基本波形[1]。

2.3 開(kāi)關(guān)柜開(kāi)斷狀態(tài)下的波形采集

開(kāi)關(guān)柜關(guān)閉的實(shí)際線路電流（即開(kāi)關(guān)柜打開(kāi)）的模擬分為兩種情況，以便分別觀察次級(jí)側(cè)的TRV電磁干擾。1可變電源電流源（CCB閉合，斷開(kāi)ACB和平假名，從不添加電壓源進(jìn)行破壞性測(cè)試，2添加電壓源進(jìn)行破壞性測(cè)試。除了此以外作為將搜集的正弦波與平穩(wěn)實(shí)習(xí)情形下進(jìn)行對(duì)照，需合乎單個(gè)函數(shù)準(zhǔn)則，乃開(kāi)斷情形下，依然將BDA情節(jié)在電壓的第1個(gè)半波姿勢(shì)，時(shí)間段提前電源柜TB0.5ms（ACB的剛分時(shí)間段與平穩(wěn)實(shí)習(xí)情形相近），兩者協(xié)作分?jǐn)嚯妷?。在?種前提下，進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，搜集電壓脈沖，當(dāng)成開(kāi)關(guān)柜開(kāi)斷情形下的測(cè)試正弦波。

3 干擾機(jī)理及抑制措施

3.1 機(jī)理分析

如今，由斷路器中斷引起的電磁干擾的機(jī)理是針對(duì)電弧的多次重新點(diǎn)火，如果斷路器的觸點(diǎn)斷開(kāi)，則電感器的雜散電流不能快速改變，因此雜散電容電流流向C.在充電期間，負(fù)載側(cè)發(fā)生瞬態(tài)過(guò)電壓，如果接觸間隙電壓高于擊穿電壓，則觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧以導(dǎo)通電路，C放電產(chǎn)生高頻電流，電流過(guò)零將消失。兩端再次發(fā)生過(guò)電壓，當(dāng)重復(fù)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，多次發(fā)生再點(diǎn)火，高頻電流波和電壓波通過(guò)CT或PT進(jìn)入二次側(cè)，以及低壓智能設(shè)備引起電磁干擾。

改由時(shí)頻特性研究推斷，斷路器開(kāi)斷引發(fā)的高頻干擾頻帶原產(chǎn)比較大，干擾傳播途徑有傳遞相互作用與紫外線相互作用兩種方式，實(shí)務(wù)之中投身開(kāi)關(guān)柜局部放電偵測(cè)的工作人員需具有一定的技術(shù)技能與知識(shí)，自電弧的原因起研究，從而掌控故障自然科學(xué)地使用檢測(cè)技術(shù)與故障除去技術(shù)[2]。

3.2 電磁干擾抑制措施

（1）濾波：濾波是透過(guò)電感與電容器件的頻率響應(yīng)原理來(lái)刺激傳遞阻礙。阻礙的非對(duì)于稱性反映便是共模阻礙，這種干擾造成的主要原因是電網(wǎng)噪聲與干擾信號(hào)對(duì)于地的電位合作組成的，所以，共模阻礙不但具備頻率幅度小的特點(diǎn)，并具備比較弱的干擾性。重要是指對(duì)于稱性的干擾，透過(guò)電路的轉(zhuǎn)換，可構(gòu)建對(duì)于信號(hào)相互作用的調(diào)節(jié)，進(jìn)而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）隔離：主配電站集成自動(dòng)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸入主要是斷路器的輔助觸點(diǎn)。開(kāi)關(guān)輸出主要由斷路器控制。當(dāng)直接連接到自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，這些斷路器處于強(qiáng)大的電路中，必定會(huì)引發(fā)弱的電磁干擾。所以于CPU板的出口處與開(kāi)關(guān)量輸出板的人口處各設(shè)一級(jí)繼電器隔離,可精確地避免弱電磁干擾。于二次電路實(shí)行隔離時(shí)，掌控電纜盡量和電力電纜拉開(kāi)距離，以期增加偵測(cè)相互作用，防止阻礙改由互感相互作用入侵[3]。強(qiáng)、弱信號(hào)電纜請(qǐng)勿使用相同的電纜信號(hào)電纜應(yīng)盡可能避免使用電源線，最大限度地延長(zhǎng)電源線的距離，并盡量縮短并行布局長(zhǎng)度。

（3）屏蔽：屏蔽封鎖是提高電子系統(tǒng)和半導(dǎo)體裝置電磁兼容性的關(guān)鍵性舉措之一，它能準(zhǔn)確地抑制利用維度散布的各種阻礙，不但可阻止或減少半導(dǎo)體裝置內(nèi)部的紫外線電磁場(chǎng)能對(duì)外的傳送，也可阻止或減少外部紅外線直流磁能對(duì)半導(dǎo)體裝置的沖擊。切斷依照成因可分為：磁場(chǎng)封鎖、電場(chǎng)封鎖和電場(chǎng)封鎖。磁場(chǎng)封鎖和電磁場(chǎng)封鎖如圖2所示。

總之，通過(guò)濾波，屏蔽和消除方法可以抑制由于開(kāi)關(guān)裝置的打開(kāi)和關(guān)閉引起的高頻電磁干擾，并且抑制效果需要進(jìn)一步驗(yàn)證。同時(shí)，開(kāi)關(guān)柜的電磁干擾特性在不同類型的故障條件下關(guān)閉，電弧等離子體本身的電磁干擾機(jī)制需要進(jìn)一步研究和分析。