變電站繼電保護電磁干擾問題分析

韓東偉 河南送變電建設有限公司

智能電網(wǎng)的根本目的就是能夠在大規(guī)模集成網(wǎng)絡上實現(xiàn)高速雙向通信.智能電網(wǎng)主要采用的方式包括傳感技術(shù)、控制測量技術(shù)、決策支持系統(tǒng)，目標是能夠在網(wǎng)絡發(fā)生癱瘓時能快速恢復、對惡意網(wǎng)絡攻擊有較好的防護能力、高品質(zhì)地滿足用戶對配用電的需求、對不同發(fā)電形式有良好的容納性，以保證電力市場穩(wěn)定高效地運行，保障用戶電力需求，優(yōu)化資源配置.電力業(yè)務對可靠性、安全性、全覆蓋的要求也越來越高，電力通信網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的基礎支撐平臺，對保障電網(wǎng)安全運行具有十分重要的作用。

一、電磁干擾對變電站繼電保護的影響

變電站的繼電保護裝置對其所處的電磁環(huán)境敏感，具體體現(xiàn)在以下三個方面：第一，電磁干擾會影響到變電站繼電保護裝置的控制系統(tǒng)，當受到電磁干擾時，控制系統(tǒng)的模擬電路會產(chǎn)生誤翻轉(zhuǎn)的情況，造成控制系統(tǒng)誤判，導致變電站運行故障；第二，數(shù)字電路是繼電保護決策環(huán)節(jié)的重要組成部件，數(shù)字電路在電磁干擾時會導致信息傳輸異常、模擬信號/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換錯誤等問題；第三，繼電保護二次設備中有部分電氣元件對電磁干擾十分敏感，電磁干擾會造成一些邏輯功能元件運行異常。繼電保護裝置設計人員以及變電站設備運維人員應在了解這些干擾造成的危害的前提下，合理地進行設計及運維，從而保障繼電保護裝置運行的可靠性。

二、變電站繼電保護電磁干擾問題分析

第一，雷擊。當變電所的接地部件或者避雷器都遭受雷擊時，由于變電所的地網(wǎng)為高阻抗或從設備到地網(wǎng)的接地線為高阻抗，都將因雷擊產(chǎn)生的高頻電流在變電所的地網(wǎng)系統(tǒng)中引起暫態(tài)電位的升高，就可能導致繼電保護裝置誤動作或損壞靈敏設備與控制回路。第二，隔離開關(guān)操作。如隔離開關(guān)的操作速度稍有緩慢，操作時在隔離開關(guān)的兩個觸點間就很容易會產(chǎn)生電弧的閃絡，從而產(chǎn)生操作過電，出現(xiàn)高頻電流，高頻電流通過母線時。將在母線周圍產(chǎn)生很強的電場和磁場，從而對相關(guān)二次回路和二次設備產(chǎn)生干擾，高頻電流通過接地電容設備流人地網(wǎng)，將引起地電位的升高。第三，步話機輻射干擾。當使用步話機時，它的周圍將會產(chǎn)生強輻射電場和相應的磁場，變化的磁場禍合到附近的弱電子設備的回路中，回路將感應出高頻電壓，形成個假信號源，從而導致繼電保護裝置不正確動作。

三、變電站繼電保護抗干擾措施

（一）減小接地電阻

由于雷電造成的電磁干擾是變電站干擾中的一種常見干擾，因此變電站一般通過設置接地電阻的措施來避免雷電的電磁干擾。與此同時，接地電阻也會應用于設備正常運行的保護中以用來提升變電站設備運行的可靠率。變電站設備常通過設置使用數(shù)量較多的互感器和避雷器來保障變電站正常運行，這些互感器以及避雷器的使用必然導致較大的電流，因此應當減小接地電阻的阻值以防止變電設備在故障時產(chǎn)生大的電流效應來達到抗干擾的效果。

（二）濾波器過濾干擾信號

電氣干擾的原因主要在兩點：金屬導線產(chǎn)生的電源干擾、空間場內(nèi)蘊含的電磁干擾，而電磁干擾的產(chǎn)生很大程度上也是因為電源干擾導致的。因此，安裝濾波器的目的就是為了削弱電源干擾下產(chǎn)生磁場作用的電氣干擾。濾波器的結(jié)構(gòu)形成是以電阻、電感為主，金屬導線作用下產(chǎn)生的電源干擾可以在電感干預下進行電阻過濾。

（三）接地抗干擾

首先，選擇合適的繼電保護裝置接地方式，根據(jù)不同的工作環(huán)境以及要求，繼電保護裝置的接地方式可以分為電容式、直接接地以及浮地式接地三種方法，而繼電保護裝置是直接作用于電力系統(tǒng)當中，且產(chǎn)生的電磁干擾也都具有直接性，所以針對這一特點，在進行繼電保護裝置接地的過程中應該選擇直接式接地的方式進行接地。其次，在選擇直接式接地方法之后，在進行繼電保護裝置接地裝置連接的過程中，還要使用并聯(lián)一點式接入方法，采用這樣的接地方式要求繼電保護裝置中的各個接地裝置都要將接地極和接地線進行連接。最后，接地線的設計和選擇也是非常關(guān)鍵，繼電保護裝置接地過程中的重要組成部分，而為了能夠降低繼電保護裝置電路裝置之間的地電勢間差距，可以選擇粗線圈為核心接電線，而減少內(nèi)部裝置之間的地電勢間的差值就是能夠減少地環(huán)電流對繼電保護裝置產(chǎn)生的電磁干擾。

（四）減少二次回路所受干擾

減少繼電保護二次回路所受干擾主要有以下三種措施：第一，使用屏蔽板增加被保護回路的接地電容；第二，使用密閉中空導體將被保護對象進行封閉；第三，采用導磁性能高的材料對磁通分路以實現(xiàn)削弱磁場的目的。

（五）屏蔽抗空間場干擾

維修人員通過檢測電氣故障發(fā)生范圍，對于電子設備的各種電子元件進行分析，從而進一步的縮小檢修的范圍。屏蔽抗干擾就是在檢修過后，在電子設備周圍安裝全封閉設施，該設施能夠有效防治空間場產(chǎn)生的各種個干擾信號。目前屏蔽設施包含：靜電、雙層、金屬隔網(wǎng)屏蔽等。這些屏蔽設施根據(jù)電子設備所在的安裝位置、設備參數(shù)特點等來選擇，所以在具體操作上主要是結(jié)合上述方法來根據(jù)設備動作的順序來分析故障。

四、結(jié)語

綜上所述，變電站繼電保護裝置在工作中面臨著各種可能出現(xiàn)的干擾源，若不加防范抑制則會對繼電保護的運行造成嚴重影響。通過對變電站繼電保護的各干擾源進行了分析，并提出了干擾抑制措施以期提高變電站繼電保護抗干擾能力，增強變電站的供電可靠性。