变电站综合自动化系统抗干扰接地技术论析

何莹

摘 要:在变电站中存在各种各样的干扰,而这些干扰都将通过感应、辐射和传导等途径到下一个设备中。但是当干扰程度超过了下一批设备的承受极限时,这些设备就会动作错误或者干脆坏掉,而变电站接地系统对于上述的危害有着很好的改善,更甚者这些设备在系统有故障情况下,就会发生不正确行为,直接影响到系统的安全稳定,其后果将可能是十分严重的。而本文就将这些问题做一个技术性的论断。

关键词:变电站综合自动化系统抗干扰接地系统

中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0074-01

1 综合自动化系统干扰产生的危害及来源

1.1 综合自动化系统干扰产生的危害

在受到直流电源在切断或者恢复时会造成数字电路的紊乱而错发操作信号甚至是跳闸命令。在受到静电干扰时电子设备将遭受电磁辐射影响而导致设备的误动作或者损坏。在断开直流回路的电感线圈时会产生高频电流,从而将电容充电到高电压。如果触点的间隙被击穿,那就说明在触点间隙的电容与电源电压超过了其触点所允许的闪络电压水平。在受到步话机通话时,步话机的音频分量形成为连续波,就可能使数字回路的逻辑偏移,而音频分量可能成为噪声。在雷击直接击到变电站内或线路上,雷击所产生的波经变电站的母线传递给避雷装置,由避雷装置导入地里面。而对于隔离闸刀开关在操作在空中的母线或者对于那些短线路的时候,就会对于下一个连接设备和下一个回路产生干扰。

1.2 综合自动化系统干扰产生的来源

第一种干扰来源就是相邻的直流回路上发生故障或因人为原因而产生的直流电源短时中断和恢复,这是直流回路在实际运行中对微机保护装置产生的一种干扰。第二种干扰来源是由于各个电子设备离带电的部分近,所以在断路器分和合操作时对设备产生强烈的干扰。第三种就是在干燥环境的条件下,运行和检修人员身上可能带着静电电压,所以电子设备就可能遭受很大的静电放电。第四种就是在断开了直流线圈时,但是在线圈中的电磁能并没有立即释放,而是通过与其他电容形成了串联高频的谐振回路,从而产生了高频电流,就将电容充电到高电压。第五种干扰来源对于步话机在互相通话的时侯就会对附近产生强烈的辐射磁场,并且这些变化的磁场将会影响到附近的微机型保护的装置电子器件与回路中,这样就会产生高频电压和形成了假的信号源,从而影响到整个回路。第六种是雷击,在由于雷电流量值大而且变化迅速,在它的周围空间就会产生强大并且变化剧烈的磁场,处于这个变化磁场中的金属物体就会感应出很高的电动势,使闭合回路的金属物体产生感应电流,产生发热现象。第七种是变电站外部系统发生了接地故障,在变电站外发生故障时,在变电站中其中性点接地点的电力变压器将通过相应的中性点电流,就产生了五十核磁工频的干扰。

2 减少综合自动化系统干扰的的要求

为了减少设备与人身的安全风险和微机型继电保护装置可以可靠与正常的工作二次系统接地方式按不同的技术要求和原则将接地点接在正确、合理的位置上。而那些不合理的接地方式就会引起电磁场的干扰并且导致微机型的保护装置不能正常可靠的工作。

2.1 接地的要求及方式

对于接地,要求有独立的继电器保护的二次接地系统,并且用绝缘性的瓷瓶将继电保护完全独立让其二次接地系统和变电站接地网完全隔离。还可沿开关端子箱至保护室沟铺电缆设一百平方毫米的铜揽或铜排,并将用绝缘瓷瓶与安装在保护室的二次接地系统完全隔离。在变电站接点与保护室的一侧连接,就是要求开关部分与主地网不绝缘。并且对于那些控制隔离闸刀的电缆一定要使用屏蔽电缆,并且屏蔽电缆也可用在隔离刀闸控制箱到端子箱之间作为控制之用。要求屏蔽电缆的屏蔽层接地要符合所有的工艺性要求,还有电缆绝缘皮如果损坏,就起不到抵抗干扰的作用。而厂用的系统的电缆线等保护柜内的微机的保护也要使用屏蔽性的电缆。

2.2 屏蔽和设备的接地

对于电击的防护干扰的接地主要有四种,第一就是保护接地,就是将电器设备带电部分相绝缘的金属外壳或架构通过接地装置同大地连接起来,这样的作用就是当绝缘破坏设备的外壳带电的时候,能够将电流导入地下,从而减少电流过大产生磁场对于其他设备产生干扰。第二种就是保护接零,就是把电气设备正常时不带电的金属导体部分,如金属外壳,同电网的PEN线或者PE线连接起来,一般用在低压中性点接地的配电系统中。第三种就是重复接地,就是将电源中性接地点以外的其他点一次或者多次接地,其作用就是在电路系统发生碰壳或者接地短路时,一则可以降低PEN线的对地电压；二则当PEN线发生断线时,可以降低断线后产生的故障电压。

在设备接地中,由于一台设备要满足设计的要求,而这中往往会有很多种电路,如高频电路和数字电路与模拟电路,供电电路和继电器电路等,还要有足够屏蔽功能和机械强度的外壳,这样可以为其它元器件和安装电路板抵抗外界的电磁干扰。而安装的设备的接地应当注意:五十赫兹电源的零线应该接到接地的螺栓处。而对于独立运行的设备,接地的螺栓要设在金属设备的外壳上,还要有良好的电连接。为了防止金属机器的外壳带电,祸及人身的安全,所以机壳地线不能用电源的零线代替。为了防止那些高电压对强功率电路和低电平电路中的大电流的干扰,就将它们的接地线分开。而低电平电路中用的是功率接地,强功率用的是信号接地,信号接地又可分为模拟接地和数字接地,信号接地线要与功率接地线和机壳接地线进行相绝缘。对于信号接地线可以再设一个信号的接地螺栓这样就可以和金属设备的外壳相绝缘,该信号安全接地螺栓与接地螺栓的连接取决于接地的效果。因此有三种方法:第一就是不连接,直接成为浮地式连接。第二就是直接连接,就成为单点接地式的连接。第三则是通过电容器进行连接,就成为直流浮地式和交流接地式连接。最后其它的接地线要汇聚在安全接地的螺栓上,而交点应位于这个电网的交流电源进线处,后将接地极埋在土壤中。

2.3 综合自动化系统的接地

在系统的接地应当注意:第一要注意参照设备的接地注意事项,不能两个相违背。用电设备的外壳要外壳地线与机床机柜的外壳相连。第二是机柜外壳的接地线要与系统外壳进行相连。第三是安全性的接地螺栓要设在系统金属的外壳上,还要具有良好的电连接。第四是当系统内机柜和设备不能过多,否者就会导致综合自动化系统的数字接地线与模拟接地线及功率接地线等线路过多,鉴于这种情况,因此要考虑建两条相互并行的半环形接地母线,并且接地母线要和系统外壳绝缘,其中一条是信号接地的母线,另一条为屏蔽接地和机柜外壳接地的母线。

3 结语

在变电站综合自动化系统运行中,由于电力系统而引起的故障或由由于各种原因产生的静电放电和继电保护装置、二次回路自身原因形成的干扰等,这些都是影响继电保护及安全自动装置可靠工作的干扰源。

参考文献

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