高壓變電站繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)

汪博燁

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司無錫供電分公司 江蘇無錫 214000）

一、高壓變電站繼電保護(hù)干擾因素分析

（一）斷路器故障引起的電磁干擾因素

在高壓變電站的運(yùn)行中，由于直流控制回路的問題，電磁感應(yīng)線圈經(jīng)常會斷開。在斷開的瞬間，會釋放出一部分電磁波，電磁波的干擾將直接影響繼電保護(hù)設(shè)備的正常工作。另外，工作人員在工作時，接觸線圈會產(chǎn)生較大的火花，使用移動通信設(shè)備時會受到電磁波的干擾。而在使用移動通信設(shè)備的過程中，自身所需功率的增加意味著電磁波的增加，直接影響了繼電保護(hù)設(shè)備在變電站中的作用，不利于提高我國變電站的實(shí)際工作質(zhì)量[1]。

（二）雷電電磁干擾

變電站在運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生大量的電荷，特別是在夏季，會出現(xiàn)雷暴現(xiàn)象，從而可能導(dǎo)致避雷線的情況。如果雷擊僅僅擊中室外架設(shè)的網(wǎng)架，雷擊中的電流就會以很快的速度進(jìn)入變電站的供電網(wǎng)絡(luò)。如果繼電保護(hù)系統(tǒng)的屏蔽層正好在另一個線網(wǎng)層上，就會產(chǎn)生高頻電流。因此，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)會感知到這些干擾因素，嚴(yán)重影響我國高壓電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能。同時也極有可能損壞變電站所用的繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)而影響整個電力工作，不利于我國社會市場的發(fā)展。我國一些山區(qū)和雷電多發(fā)區(qū)的電網(wǎng)容易受到雷電電磁波的干擾，因此我國高壓變電站應(yīng)注意雷電多發(fā)區(qū)的抗干擾措施。

（三）接地故障引起的干擾因素

在我國高壓變電站的實(shí)際工作中，多相接地故障時有發(fā)生。這種故障會使一小部分故障電流通過變壓器的中性點(diǎn)，并通過內(nèi)部接地網(wǎng)將電流返回故障點(diǎn)。此時，接地工作中產(chǎn)生的故障會使導(dǎo)線內(nèi)部大量電流通過接地點(diǎn)，使接地點(diǎn)內(nèi)部電位產(chǎn)生較大間隙，對繼電設(shè)備影響很大，嚴(yán)重干擾變電站的正常運(yùn)行。

二、在變電站建設(shè)中對繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）對一次設(shè)備的接地電阻進(jìn)行降低處理

在變電站和繼電保護(hù)裝置的建設(shè)中，應(yīng)盡量降低一次設(shè)備的接地電阻。降低一次設(shè)備的接地電阻可以有效避免暫態(tài)電位差的出現(xiàn)，也可以將接地網(wǎng)建成低阻抗系統(tǒng)，降低變電站的電位差，從而減小接地系統(tǒng)阻抗對二次回路裝置的影響，同時使繼電保護(hù)裝置的誤差值最小[2]。

（二）對電路進(jìn)行電容串聯(lián)處理

在高頻信道中，耦合作用的實(shí)現(xiàn)通常是通過高頻變量來實(shí)現(xiàn)的。此時，電容器被連接在高頻通道的電纜電路中，并串聯(lián)起來。變電所所有高頻電纜均采用兩點(diǎn)同時接地的措施。如果變電所高壓電網(wǎng)因故不能接地，將導(dǎo)致高頻電纜的兩個接地點(diǎn)之間的電位差和接地電流傳輸?shù)降鼐W(wǎng)時的縱向電位差，縱向電位差會對高頻電纜的電路產(chǎn)生很大的干擾，容易造成發(fā)射機(jī)變量的飽和，甚至破壞發(fā)射機(jī)的信號傳輸功能。要解決這一問題，必須對工頻電流進(jìn)行隔離，電路的電容串聯(lián)可以有效防止這一問題的發(fā)生，成功地阻斷工頻電流，保證繼電保護(hù)裝置不受工頻電流的干擾。

（三）合理接地處理

變電站內(nèi)兩個接地點(diǎn)之間的電位面不相等，通常存在電位差。該電位差將根據(jù)接地網(wǎng)接收到的電流強(qiáng)度的變化而變化。接地網(wǎng)接收到的電流越大，兩個接地點(diǎn)之間的電位差就越大。當(dāng)同一回路中的不同點(diǎn)接地時，接地網(wǎng)中的電位差會進(jìn)入回路形成分流器，應(yīng)合理進(jìn)行接地處理。當(dāng)變電所接地時，高頻同軸電纜的接地可分別在控制室和開關(guān)站進(jìn)行。如果只有電纜的一端接地，則會在電纜的另一端產(chǎn)生瞬態(tài)高壓。因?yàn)橹挥须娎|的一端會引起電纜兩端的電壓不平衡，從而產(chǎn)生瞬態(tài)高壓。當(dāng)收發(fā)機(jī)設(shè)備上產(chǎn)生瞬態(tài)高壓時，會干擾收發(fā)機(jī)的正常信號傳輸，嚴(yán)重時會損壞收發(fā)機(jī)設(shè)備，進(jìn)而引發(fā)事故。高頻電纜兩端的接地操作包括以下兩個步驟：在開關(guān)站工作時，高頻電纜屏蔽層和濾波器用分支銅導(dǎo)線連接在二次設(shè)備上，連接線采用10mm2以上的絕緣線實(shí)現(xiàn)接地功能；在控制室操作時，高頻同軸電纜屏蔽層和保護(hù)屏的接地銅板應(yīng)采用規(guī)格為1.5～2.5mm2的銅絞線直接連接。需要注意的是，在控制室進(jìn)行接地操作時，不能只接電纜屏蔽和收發(fā)底座裝置，而忽略保護(hù)屏接地的銅板，否則，這端接地將不起作用，對變電站繼電器的運(yùn)行造成不利影響保護(hù)設(shè)備[3]。

（四）對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行等電位面的建設(shè)

微機(jī)保護(hù)裝置通常集中在主控室。此時，為了保證通信的可靠性和穩(wěn)定性，應(yīng)建立一個包括所有微機(jī)保護(hù)裝置、中央計算機(jī)和所有其他微機(jī)裝置的等電位系統(tǒng)。等電位平臺系統(tǒng)應(yīng)與控制室內(nèi)的地網(wǎng)保持動態(tài)接觸，保證等電位面能隨地網(wǎng)電位的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，控制地網(wǎng)電位差對電位面的干擾，保證變電所所有微機(jī)設(shè)備接地電位差的平衡和穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)不受電位差的干擾。等電位面的施工一般采用兩種方法：將微機(jī)保護(hù)屏底部的接地銅板連接起來，并與末端的銅板成網(wǎng)，與電纜分開的粗銅線連接，通過粗銅線實(shí)現(xiàn)接地；建造一個銅網(wǎng)絡(luò)，所有設(shè)備連接在保護(hù)面板的底部。

（五）分離過濾器的初級線圈和次級線圈

為防止雷電和開關(guān)操作對繼電保護(hù)裝置的干擾，與濾波器相連的一次線圈和二次線圈可以分開，二次接地點(diǎn)與一次接地點(diǎn)的距離應(yīng)保持在3～5m，雷擊或電容器投切產(chǎn)生的高頻電流產(chǎn)生的高頻電壓容易對繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生不利影響。當(dāng)有高頻電流通過電容器接地點(diǎn)時，會在此處產(chǎn)生相當(dāng)高的地電位，但接地網(wǎng)會使高頻地電位迅速衰減，因此可以擴(kuò)大二次回路接地點(diǎn)與該接地點(diǎn)之間的距離，以減小接地電阻接地點(diǎn)和二次設(shè)備之間的電位差。電纜屏蔽層中流過的高頻電流大大減少，從而控制對芯線的不利影響。

三、結(jié)束語

總之，在變電站繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)的應(yīng)用過程中，要從變電站的安全穩(wěn)定出發(fā)，積極實(shí)施更系統(tǒng)的保障機(jī)制，對技術(shù)上的不足進(jìn)行全面的分析和整合，促進(jìn)技術(shù)類型和技術(shù)應(yīng)用效果的全面升級，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。