110kV變電站弱電系統(tǒng)抗干擾研究設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺析

雒永鋒

摘 要：在人們的日常生活水平不斷提升過(guò)程中，電力資源起到十分重要的作用。變電站是電力資源系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成部分之一。在變電站日常工作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到多重因素的干擾，其將會(huì)生成瞬時(shí)的干擾電壓，同時(shí)經(jīng)由靜電耦合與電磁耦合直接進(jìn)入變電站二次回路，極易損害控制系統(tǒng)及繼電保護(hù)裝置。鑒于此，本文對(duì)110kV變電站弱電系統(tǒng)抗干擾研究設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：變電站;防干擾;措施;設(shè)計(jì)

隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，變電站將會(huì)更加自動(dòng)化、智能化和信息化，屆時(shí)變電站內(nèi)會(huì)裝設(shè)有更多的微機(jī)保護(hù)裝置和信息技術(shù)設(shè)備，因此變電站內(nèi)做弱電系統(tǒng)的防干擾意義重大。

1 弱電系統(tǒng)的構(gòu)成

110kV變電站所有的高壓進(jìn)、饋線回路均配置斷路器來(lái)開(kāi)斷線路，斷路器采用微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)控制，因此站內(nèi)裝設(shè)有大量的微機(jī)保護(hù)裝置;為了便于站內(nèi)通訊以及變電站與電網(wǎng)系統(tǒng)、后期的變電站進(jìn)行通訊，又需要裝設(shè)大量的信息通訊設(shè)備;變電站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間的通訊絕大多數(shù)是通過(guò)電纜來(lái)傳遞弱電信號(hào)，該弱電信號(hào)電壓約為十幾伏或幾伏、電流信號(hào)為幾安培，例如微機(jī)保護(hù)裝置中各門(mén)電路的邏輯“1”和“0”電平差僅2V。這些微機(jī)保護(hù)設(shè)備、通訊設(shè)備、通訊線纜對(duì)電磁干擾都是非常敏感的，但110kV施工變電站既有110kV、10kV高壓系統(tǒng)，還有1k的低壓系統(tǒng)，電磁干擾無(wú)法避免，因此變電站在設(shè)計(jì)建造安裝過(guò)程時(shí)，就必須提前做好防范措施。

2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波原理及抗電磁干擾系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)流程

變電站弱電系統(tǒng)工作時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波模塊向磁場(chǎng)中發(fā)射激光束，形成密集的空間離散激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合，這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合可以覆蓋到整個(gè)變電站弱電系統(tǒng)的范圍內(nèi)破壞各種電磁干擾信號(hào)波，以達(dá)到空間濾波的作用。點(diǎn)云濾波是空間范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合形成了一個(gè)密集的點(diǎn)云網(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

變電站弱電系統(tǒng)的電磁干擾來(lái)自于多個(gè)方向，自適應(yīng)陣列可以根據(jù)電磁干擾的方向選擇粒子的排列方向，以最大限度的破壞電磁干擾的程度。外界電磁干擾的方向固定，而內(nèi)部弱電設(shè)備之間或強(qiáng)電與弱電設(shè)備之間的電磁干擾方向是不固定的，此時(shí)基于空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自適應(yīng)陣列可以調(diào)整天線的方向，以提高數(shù)字信號(hào)濾波的效果，由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合都是以激光束的方式獲取，自適應(yīng)陣列也采用自適應(yīng)波束控制的方式，以降低輸出信號(hào)的功率，降低內(nèi)部設(shè)備之間的電磁干擾程度。

3 干擾信號(hào)的分類(lèi)

3.1 根據(jù)干擾信號(hào)頻率，可分為高頻干擾以及低頻干擾。①高頻干擾：具備比低頻干擾更高的無(wú)線電信號(hào)以及振蕩，還包含了如雷電沖擊波等擁有豐富頻譜含量的快速瞬變干擾。②低頻干擾：包含工頻、工頻諧波與頻率為上千赫茲的振蕩。

3.2 根據(jù)發(fā)源地，可分為外部干擾以及內(nèi)部干擾。

3.3 根據(jù)信號(hào)源組成等值電路或者形態(tài)，可分為差模干擾以及共模干擾。①差模干擾：發(fā)生于回路兩線間的一種干擾，其傳遞的途徑和有用信號(hào)傳遞途徑是相同的。②共模干擾：發(fā)生于接地點(diǎn)和回路中一點(diǎn)間的干擾。

3.4 根據(jù)干擾信號(hào)所造成的差異性后果，可分為造成斷路器或者保護(hù)動(dòng)作異常的干擾以及引發(fā)元器件或者設(shè)備損壞的干擾。在通常情況下，差模信號(hào)或者低頻容易引發(fā)保護(hù)裝置出現(xiàn)不正確的動(dòng)作;而共模干擾或者高頻容易將元器件損壞。

4 防干擾措施

4.1 建立完善的質(zhì)量管理體系

構(gòu)建質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，將責(zé)任落實(shí)到位，確保每位施工人員都能肩負(fù)起自身應(yīng)該擔(dān)負(fù)的義務(wù)，不斷完善物資檢驗(yàn)制度，強(qiáng)化原材料的質(zhì)量監(jiān)督，明確檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求。再次，在施工之前要召開(kāi)質(zhì)量會(huì)議，要求分包商負(fù)責(zé)人、管理人及施工班組長(zhǎng)積極參與，確保施工工序能夠達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)檢員確認(rèn)簽字后方可開(kāi)始后續(xù)工作，如果質(zhì)檢員并未確認(rèn)簽字，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可拒絕驗(yàn)收，以此從源頭上杜絕質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，還要落實(shí)好工程驗(yàn)收工作，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)整改。

4.2 科學(xué)管理壓板定值

開(kāi)展壓板定值管控工作，能夠結(jié)合110kV智能變電站實(shí)際運(yùn)行狀況，運(yùn)用智能化的管理方式，科學(xué)合理的設(shè)定壓板定值，進(jìn)而保證壓板安全[2]，實(shí)現(xiàn)其高效平穩(wěn)運(yùn)行的目標(biāo)。110kV智能變電站在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，禁止使用處于維護(hù)階段的設(shè)備，而是要使用功效準(zhǔn)確、具有科學(xué)定值的設(shè)備，只有處于合格狀態(tài)下的設(shè)備才可以進(jìn)行使用。

4.3 提升智能變電站操作人員的專(zhuān)業(yè)技能

在我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的共同作用下，110kV智能變電站也在向智能化、信息化以及科學(xué)化的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變[3]，在110kV智能變電站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)運(yùn)用到很多種不同的科學(xué)技術(shù)，如果想要全面提升110kV智能變電站運(yùn)行的安全性，其維護(hù)人員以及操作人員就要充分發(fā)揮自身工作職責(zé)，不斷提升自身的專(zhuān)業(yè)技能，進(jìn)而使110kV智能變電站的實(shí)際運(yùn)行狀況滿足我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

4.4 防雷電流電磁干擾

電站配電樓采用柱內(nèi)鋼筋作為防雷引下線，當(dāng)屋頂?shù)谋芾讕г獾嚼讚魰r(shí)，柱內(nèi)鋼筋將瞬間流過(guò)數(shù)千安培的雷電沖擊電流，并在其周?chē)a(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng)，敷設(shè)在引下線周?chē)碾娎|會(huì)在該強(qiáng)電磁場(chǎng)的作用下感應(yīng)出涌流。因此，和微機(jī)保護(hù)裝置、信息設(shè)備相連的電纜在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離防雷引下線，避免電磁場(chǎng)和電纜內(nèi)的涌流對(duì)設(shè)備造成干擾或燒壞設(shè)備。

4.5 電纜選擇

對(duì)強(qiáng)弱電的回路而言，往往不應(yīng)該選擇同溝敷設(shè)電纜，而是需要選用不同的電纜溝進(jìn)行敷設(shè);如果存在殊狀況，電纜可采用鋁合金槽盒或者穿管等方式進(jìn)行敷設(shè)。除此之外，變電站中全部二次回路都應(yīng)使用阻燃帶鎧屏蔽電纜，屏蔽層在配電室或控制室同時(shí)接地，嚴(yán)禁采用電纜備用芯兩端接地的方法作為抗干擾措施。相應(yīng)設(shè)置應(yīng)當(dāng)確保電纜的屏蔽層兩端保持接地。在此過(guò)程中，可以用纏繞銅線的方式處理電纜兩端的屏蔽層，同時(shí)旋緊上錫，并將其固定、連接于銅排。借助兩端接地屏蔽電纜，能把暫態(tài)的感應(yīng)電壓壓制到低于原值10%?？梢栽谙嗑鄮装倌酥燎в嗝鬃冸娬?、通信站間連接屏蔽電纜。

5 結(jié)語(yǔ)

變電站中的弱電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，為此提出一種基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的變電站弱電設(shè)備抗干擾系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠發(fā)揮出點(diǎn)云數(shù)據(jù)在空間濾波和去噪方面的優(yōu)勢(shì)，降低電磁環(huán)境下對(duì)變電站弱電設(shè)備產(chǎn)生的干擾和不利影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹露.220kV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..