220kV以上變電站繼電保護與自動裝置的抗干擾措施探討

尚艷潔

摘 要 本文對220kV以上變電站電磁干擾源類型以及干擾傳播方式進行了簡單的介紹，針對220kV以上變電站抗干擾措施進行了深入的研究分析，結合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望可以對220kV以上變電站繼電保護與自動裝置的抗干擾起到一定的參考和幫助作用，提高繼電保護與自動裝置的抗干擾水平，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞 變電站繼電保護與自動裝置；抗干擾；措施

中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0193-02

220kV以上變電站在運行過程中磁場強度非常高，同時磁場環(huán)境較為特殊，繼電保護與自動裝置裝在這種環(huán)境下，會經(jīng)常受到正常和非正常磁場的干擾和影響。220kV以上變電站在運行過程中，可以通過感應、傳導等方式，將一次、二次回路中的電磁干擾轉移至元器件，如果設計電磁干擾強度超過元件以及回路的抗干擾水平，那么將會直接導致回路異常，影響整個系統(tǒng)的正常運行。另外，受到電磁干擾影響，變電站自動化設備會受到大量垃圾信息的干擾，導致站內的正常監(jiān)視以及操作功能受到影響，必須要尋找相應的解決措施提高220kV以上變電站繼電保護與自動裝置的抗干擾能力，本文對此進行了研究分析。

1 220kV以上變電站電磁干擾

1.1 干擾源類型

220kV以上變電站繼電保護與自動裝置在運行過程中所受到的電磁干擾主要來自以下幾個方面：第一，一次系統(tǒng)方面的干擾，比如說雷擊干擾等，變電站本身具備有非常強的電荷量，在夏季雷擊現(xiàn)象頻發(fā)，一旦電網(wǎng)遭受雷擊，將會出現(xiàn)瞬間大電流，二次設備電纜屏蔽層非常容易出現(xiàn)瞬間高頻電流；第二，接地故障，黨出現(xiàn)接地現(xiàn)象后，強大的電流會從接地故障位置流至地網(wǎng)，地網(wǎng)中會有非常高的電勢差產(chǎn)生，干擾高頻保護；第三，電感耦合，包括設備外殼的電火花放電等，隔離開關在動作過程中會在周圍產(chǎn)生強磁場，在這種情況下，二次電纜會覆蓋有高密度刺痛，影響繼電保護裝置的正常運行；第四，電感線圈故障，電感線圈在使用過程中本身出現(xiàn)故障，當電感線圈因為故障出現(xiàn)斷開情況時，繼電保護系統(tǒng)中會出現(xiàn)有較寬頻譜的干擾電磁波，隨著當前移動通信設備的功率越來越高，所產(chǎn)生的影響也將隨之增大。

1.2 電磁干擾傳播方式

220kV以上變電站在運行過程中，被干擾二次回路與干擾源之間會通過不同的方式連接在一起，傳播電磁干擾。第一，輻射干擾，輻射干擾存在有高壓開關場和步話機輻射干擾兩種形式，并以高壓開關場干擾為主。220kV以上變電站會將繼電保護和控制設備直接安裝至高壓開關場，很大程度上增大了高壓開關場干擾的強度和范圍，在這種情況下，一般采取屏蔽的方式實現(xiàn)對設備的保護，第一層焊接金屬板柜，對箱體外形進行科學合理的設計，通過這種方式屏蔽干擾信號，避免干擾信號直接傳遞至信號處理系統(tǒng)，第二層設置有鋁結構框架以及外殼，第三層防護是使用多層板印刷線路，降低輻射干擾。第二，開關場耦合，開關場存在有電感耦合、電容耦合等會在同一電纜芯線位置出現(xiàn)有干擾電流，進而產(chǎn)生感應干擾電壓，最終導致終端所連接的設備被

干擾。

2 220kV以上變電站抗干擾措施

為了保證系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，一方面，需要提高繼電保護和自動裝置本身的抗干擾水平，另一方面，在進行變電站的設計建設時，還需要采取針對性的保護措施，保證二次設備所受到的電磁干擾不超過設備本身的抗干擾能力。

2.1 降低干擾源處干擾

雖然從一次干擾源方面降低干擾有著非常大的難度，但是只要采取正確的措施，仍能實現(xiàn)對干擾的有效控制，當前應用最為廣泛的措施就是一次設備接地，減少避雷器、電流感應器等設備的實際接地阻抗，通過這種方式，實現(xiàn)對高頻電流注入時電位升的有效控制。另外，還可以建立一個阻抗較低的接地網(wǎng)，將220kV以上變電站地電位差控制在最小范圍，降低二次回路所受到的干擾。

2.2 降低二次回路干擾

一次系統(tǒng)中存在有電磁干擾現(xiàn)象，想要實現(xiàn)對干擾的有效控制，就必須要提高對整個變電站電磁干擾水平的控制和降低，避免二次回路受到過多的電磁干擾影響?？梢酝ㄟ^斷開一次回路與二次回路之間的耦合的方式進行，比如說選擇帶有屏蔽層的高頻同軸電纜，在開關場和控制室兩端分別接地，這種降低二次回路干擾的方式在國際上有著非常廣泛的應用，其優(yōu)點主要集中在兩個方面，一方面是當出現(xiàn)有母線暫態(tài)電流包圍控制電纜情況時，屏蔽層能夠實現(xiàn)對電流的有效屏蔽，同時產(chǎn)生磁通，與暫態(tài)電流方面的磁通相互抵消；另一方面，通過采取在開關場和控制室兩端分別接地的措施，能夠進一步降低開關場和控制室兩點接地引起的地電位差和避免出現(xiàn)高頻同軸電纜只在一端接地時，在隔離開關操作空母線等情況下，必然在另一端較高的暫態(tài)高電壓。

2.3 從裝置配線方面提高線路抗干擾水平

在微機保護盤位置采取相應的抗干擾措施，這種抗干擾方式主要針對交流與直流導線，在繼電保護裝置端部位置的開關場進線處采取電容接地措施，采取這種措施控制電纜電磁干擾，將電磁干擾從母線位置傳遞至控制回路。另外，在二次回路端子位置也會有共模干擾存在，屏蔽層雖然可以起到一定的抗干擾效果，但是實際應用效果比較有限，在這種情況下，借助控制電纜將阻抗轉移，仍會有較少的電壓存在。

2.4 利用濾波進行干擾抑制

借助濾波，能夠實現(xiàn)對繼電保護系統(tǒng)模擬量輸入的有效控制，模擬量輸入途徑方面的干擾主要存在有兩種形式，一種是差模干擾，另一種是共模干擾。將濾波器設置在各個模擬量輸入通道中，能夠很大程度上避免有頻率混疊現(xiàn)象出現(xiàn)，同時還可以借助濾波器吸收回路中的差模浪涌，如果出現(xiàn)有被測信號頻率低于差模干擾信號頻率情況，那么在進行濾波干擾的抑制方面，可以借助低通濾波器實現(xiàn)。

2.5 其他抗干擾措施

繼電保護與自動裝置還可以通過其他方式實現(xiàn)抗干擾目的，第一，盡量不要將電纜接在信號收發(fā)機端口等位置，保證通信通道不會被隔斷；第二，為了減少通信通道方面所受到的干擾，嚴禁將帶電監(jiān)測設備與繼電保護裝置的高頻通道相連接；第三，可以適當設置2s～5s延時在信號收發(fā)機線路中，通過這種方式，避免在運行過程中有跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)；第四，一、二次回路接地隔離，一次回路接地不僅可以降低干擾，同時還能有效避免累積，二次回路接地能夠有效避免開關場電位瞬間升高現(xiàn)象出現(xiàn)，使二次設備兼容性得到有效保證。

3 結論

電磁干擾現(xiàn)象會很大程度上影響到變電站的正常運行以及設備的安全，尤其在220kV以上變電站，存在有非常嚴重的電磁干擾現(xiàn)象，必須要針對220kV以上變電站繼電保護與自動裝置采取科學合理的抗干擾措施，將電磁干擾控制在合理的范圍內，在保證220kV以上變電站設備安全的同時使變電站可以持續(xù)穩(wěn)定運行。首先，在干擾源位置降低干擾，其次，在二次回路位置降低干擾，最后，從裝置配線方面出發(fā)提高線路抗干擾水平，最終取得理想的抗干擾效果。

參考文獻

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)研究和應用[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2015，43（1）：40-44.endprint