基于變電站繼電保護(hù)的抗干擾能力分析

陸學(xué)兵

摘要：在新時代下，國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了可觀的成果，尤其是在電力需求量劇增的同時，電網(wǎng)的覆蓋率越來越大。在此情況下，變電站的建設(shè)也在不斷的進(jìn)行，數(shù)量、規(guī)模都在擴(kuò)大。在變電站中，主要以自動化設(shè)備和繼電保護(hù)裝置為主，所以對于穩(wěn)定性有著極高的要求。但是，從實(shí)際情況上來看，由于變電站處于特殊環(huán)境下，接觸到的干擾因素較多，非常容易出現(xiàn)故障或者異常情況。因此，若想提升自動化設(shè)備和繼電保護(hù)裝置的可靠性，就必須強(qiáng)化變電站繼電保護(hù)的抗干擾能力。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護(hù);抗干擾

在當(dāng)下，我國的電力事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的階段，在變電站的建設(shè)上，對于自動化設(shè)備和繼電保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)，功能越來越強(qiáng)大。在變電站中，其抗干擾能力主要是通過繼電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)的，這對于電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，有著直接的影響[1]。因此，針對這些干擾因素，必須制定合理的解決方案，提升變電站繼電保護(hù)的抗干擾能力。對此，本文基于變電站繼電保護(hù)的抗干擾能力進(jìn)行了探究。

一、變電站繼電保護(hù)概述

（一）變電站繼電保護(hù)概念

從電力系統(tǒng)運(yùn)行的角度上看，若是系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者異常情況，繼電保護(hù)裝置則會自動進(jìn)行分析和判斷，以及做出反應(yīng)，清除故障，亦或者對故障進(jìn)行隔離。

（二）變電站繼電保護(hù)作用

首先，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，特別是在出現(xiàn)問題后，繼電保護(hù)裝置能夠及時地做出反應(yīng)，對故障進(jìn)行自動的識別和判斷，排除故障，或者將異常情況分隔出來，確保電力系統(tǒng)能夠處于正常的運(yùn)行狀態(tài)[2]。

其次，降低故障帶來的不利影響。在變電站中，若是出現(xiàn)故障或者異常情況，繼電保護(hù)裝置就會立刻做出反應(yīng)，自動發(fā)出警報信號，工作人員就能及時發(fā)現(xiàn)故障，并排除故障。特別是電力系統(tǒng)非常地龐大，還具有關(guān)聯(lián)性極強(qiáng)的特點(diǎn)，如果某個部分出現(xiàn)問題，則可能會對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。繼電保護(hù)系統(tǒng)就是用來解決這個問題的，降低故障帶來的不利影響。

二、干擾源類型

（一）接地故障

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，特別是在變電站內(nèi)部中，如果出現(xiàn)單相（多相）接地故障，那么故障電流就會沿著“變壓器中性點(diǎn)位置—地網(wǎng)—架空線”這個路線，流回故障點(diǎn)[3]。但這并不是重點(diǎn)，重點(diǎn)是在故障電流進(jìn)入地網(wǎng)后，各電網(wǎng)之間就會產(chǎn)生較高的電位差，即50Hz的工頻干擾。此時，就會對高頻的保護(hù)造成干擾，導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行不暢，影響供電工作的正常運(yùn)行。

（二）電感耦合

在變電站中，對于隔離開關(guān)，若是操作不規(guī)范，就會產(chǎn)生高頻電流，而在這個高頻電流過高壓母線時，在母線的周圍，就會產(chǎn)生一個強(qiáng)大的磁場。在這種情況下，一部分的磁通，就會對二次電纜進(jìn)行包圍，最終形成一個包圍作用。此時的二次回路中，會明顯的受到對地電流的干擾，最終傳遞到繼電保護(hù)裝置，影響其保護(hù)作用的發(fā)揮。

（三）斷路器導(dǎo)致的故障

該種故障是指直流回路中的電感圈，出現(xiàn)了意外斷開的情況，其較寬頻譜的干擾波出現(xiàn)了變化。此時，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的異常情況，干擾波可能會達(dá)到50Hz。此時，在通信設(shè)備的使用中，引起高頻電磁波，對通信設(shè)備進(jìn)行電磁干擾，最終影響通信的正常進(jìn)行，這種情況在人們的日常生活中時有發(fā)生。

（四）雷電干擾

雷電干擾這種干擾源，常出現(xiàn)于雨季。由于變電站本身就處于強(qiáng)電環(huán)境下，若是進(jìn)入雨季，這種雷電干擾的概率也會增大。若是戶外架構(gòu)或者線路遭遇雷擊時，在變電站周圍會形成一個較大的電流，并施加給地網(wǎng)，在二次電纜屏蔽接收到不同的接地點(diǎn)時，屏蔽層就會形成一個瞬態(tài)電流，對二次電纜產(chǎn)生干擾，并通過測量設(shè)備傳至二次回路，對原有的繼電保護(hù)進(jìn)行干擾。

三、變電站繼電保護(hù)的抗干擾能力分析

（一）對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行等電位面建設(shè)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置微控系統(tǒng)的可靠性，則需要將內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的中心計算機(jī)、各套微機(jī)的保護(hù)與控制裝置等，處于同一電位面。在繼電保護(hù)設(shè)備中，為了避免地網(wǎng)電位差的竄入，則需要聯(lián)系控制室的地網(wǎng)，使其與等電位面連接，才能夠保證二者的電位面保持一致。對于其他保護(hù)設(shè)備，其各組件內(nèi)外部的接地點(diǎn)，必須使用專用連線，并通過專用的接地網(wǎng)，與為空時的接地線進(jìn)行連接。在這種情況下，就可以有效地實(shí)現(xiàn)微控系統(tǒng)與接地面處于同一個等電位面，減少電位差對二次設(shè)備的影響。

（二）對一次設(shè)備的接地電阻進(jìn)行降低處理

在變電站建設(shè)的過程中，降低一次設(shè)備的接地電阻，則能夠有效地減少電磁干擾。所以，在選擇繼電保護(hù)裝置時，如避雷針、電壓互感器等，要盡量降低一次設(shè)備的接地電阻，減少電阻帶來的不利影響。另外，針對高頻電流引起的電位差，需要從強(qiáng)化接地網(wǎng)的抗阻能力出發(fā)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部電位差的降低，有效地減少其帶來的消極影響。

（三）合理地進(jìn)行接地處理

從電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況上看，位于變電站內(nèi)部的接地網(wǎng)絡(luò)，特別是兩接地點(diǎn)，具有的電位差，通常是不會保持一致相等的，而且這個電差，還會隨著電流強(qiáng)度的變化，產(chǎn)生變化。此時必須進(jìn)行接地處理，才能夠保證不受干擾。所以要合理地進(jìn)行接地處理。在進(jìn)行接地作業(yè)時，就要充分地考慮到保護(hù)屏接地銅排的問題，針對其對繼電保護(hù)設(shè)備造成的影響，制定合理的解決方案。對于高頻電纜兩端，如果想實(shí)現(xiàn)同時作業(yè)，則需要滿足兩個條件：第一，對于開關(guān)作業(yè)，需要使用分支銅導(dǎo)線，將高頻電纜屏蔽層與濾波器，在二次設(shè)備上進(jìn)行連接，此時使用的連接線，必須是10mm2以上的絕緣導(dǎo)線，才能夠?qū)崿F(xiàn)其接地功能;第二，對于微控制的作業(yè)，需要使用多股規(guī)格為1.5～2.5mm2的絞銅線，對高頻同軸電纜的屏蔽層和保護(hù)屏的接地銅牌進(jìn)行直接連接。在這個過程中，特別需要注意的是，必須注意不能忽視保護(hù)屏接地銅排的問題，避免對變電站的繼電保護(hù)設(shè)備造成不良影響。

（四）分隔處理波濾器的一次線圈與二次線圈

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，針對雷電干擾、電感耦合這些故障時，則需要將連接濾波器的一次線圈，與連接濾波器的二次線圈，進(jìn)行分開處理，最好保證二次接地點(diǎn)與一次接地點(diǎn)之間的距離，保持在3～5m之間。由于雷擊或者開關(guān)操作不當(dāng)，也會產(chǎn)生高頻電流，當(dāng)這個高頻電流通過電容，進(jìn)入地網(wǎng)后，此時會產(chǎn)生高頻電壓，干擾繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。另外，當(dāng)該高頻電流通過電容器的接地點(diǎn)時，此時會產(chǎn)生較高的地電位，導(dǎo)致地電位快速的進(jìn)行衰減。因此，對二次回路接地點(diǎn)與此接地點(diǎn)的距離，進(jìn)行擴(kuò)大，就可以有效地實(shí)現(xiàn)降低電位差的目的，避免產(chǎn)生干擾影響。

結(jié)束語

在今時今日，我國電網(wǎng)的建設(shè)日趨完善，對于繼電保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。在應(yīng)用繼電保護(hù)器裝置時，大部分電力企業(yè)一般會選擇大規(guī)模的集成電路，借此來提升繼電保護(hù)器設(shè)備的智能性、高效性。然而，這些設(shè)備非常容易受到干擾，因此對于變電站的建設(shè)，必須對其內(nèi)部的自動化設(shè)備和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，全面提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張向敏.高壓變電站繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（07）：218.

[2]曹露.220 kV及以上變電站繼電保護(hù)抗干擾研究[J].設(shè)備管理與維修，2018（23）：110-111.

[3]張敏.淺談微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)及抗干擾措施[J].中國設(shè)備工程，2018（16）：177-178.

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