变电站通信设备抗干扰措施探讨

姚玉梅

摘 要：本文剖析了变电站存在的主电磁干扰源类型，发现谐波、雷击和开关操作引起的干扰现象十分频繁，而以电导、电容、电感性为主的耦合方式也威胁着二次系统的正常运行状态。为此我们提出了抑制二次干扰的具体措施，并讨论了针对计算机等弱电通信设备抗干扰方式，不断提高变电站设备的电磁兼容性。

关键词：变电站；通信设备；电磁干扰；措施

现代科技发展带动了对二次系统的开发和功能提升工作，帮助系统实现小于5V工作电压和小信号电压的目标，完成和一次系统干扰源统一频段的任务，且本身足够宽大的工作频带为提高感应外界干扰的能力做出了巨大贡献，从敏感度和性能上都优于传统设备。变电站在实际运行过程中要依靠自动化装置、微机监控系统、电气系统来获得连通和保护，而这些设备受电磁波的干扰概率极大，对变电站的稳定运行状态有所影响，而针对主电磁干扰源提出相应的防扰措施和抑制方案至关重要。

1 变电站的主电磁干扰源

研究发现变电站一次回路处于暂态时期时必然会产生电磁干扰，这和呈开放状态的耦合途径有着重要关系，而一次回路到二次回路的过程也是产生干扰的因素之一。二次回路中要用到大量的控制或检测仪表，包括用于通信和继电保护的设备，从本质上来分析它们都具有弱电性，所以在抗干扰过程中难以形成有效的屏障。对电磁波的防范工作不到位会直接导致二次回路设备的非正常运行状态，一旦超过设备极限还会造成绝缘击穿损坏的严重后果，这种永久性的故障无法修复。为此我们详细分析了变电站主要出现的电磁干扰源以及其本质特征，为防干扰工作做好基础铺垫。

1.1 谐波的干扰

高次谐波电流受变压器铁芯本身非线性特征的影响而产生电源电压波形畸变的现象，继而在电容耦合的帮助下接近二次设备并加大感应电流和电压的数值干扰，一旦超过二次设备的最大承受值即会发生损坏的结果。

1.2 开关操作引起的干扰

开关操作引起的干扰巨大，当变电站微机综合自动化系统出现短路故障时断路器必然要通过跳闸动作来避免重大隐患的发生，而本身开关动触头和静触头断开的瞬间会引起电弧重燃的现象，这个过程的高频振荡电流和脉冲电压将达到很高数值。干扰的产生来源于高脉冲电压、振荡电流和脉冲量、开关量的重合，微机监控系统的两项参数也将处于同频段状态，此时正常运行的二次系统将得不到很好的保护，甚至对用于传递数字逻辑信号的计算机和微机也会产生重大的干扰，直接影响到信号传播和信息接收工作。

1.3 雷击干扰

雷电对变电站的干扰和损害难以避免，当雷电产生的巨大电流经过接地点开始接触电网时电位会迅速飙升，此时二次回路接地点距离大电流入地点的距离至关重要，过短的距离会使得二次回路接地点电位随之同向升高，这种现象会直接导致二次回路过程中共模干扰的结果，电压的异常升高是发生二次设备绝缘击穿的主要因素。

2 干扰耦合方式

依据耦合原理划分变电站电磁干扰类型，主要包括辐射耦合、电容耦合两种，还有常见的电感性耦合和电导耦合方式。通常来说电导耦合是单一电路干扰电流引起的，借助公共线路来操作阻抗流行为，继而对另一电路产生耦合作用；辐射耦合方式是在一次系统产生电磁干扰中衍生出来的，干扰对象是二次系统。变电站设备内部电路出现分布电容，所以当干扰电压发生微小变化时都会作用于分布电容，最终达到电磁波传导干扰的目的。电感耦合受众最广，只要依靠导线微小电流变化就能对旁边导线产生作用，使其发生感应电压干扰的情况，实际上在很多突发事件过程中只要一次回路电流发生了异常变化，此时感应电压也会随之变化，附近的一次系统必然会受到不良影响。二次回路的耦合方式和干扰源之间有着密切、复杂的关系，而多类耦合方式共同存在且互相干扰的现象并不罕见，在耦合方式的引导下研究消除干扰的方法有利于控制不同干扰源的负面作用。

3 变电站的电磁干扰的抑制措施

3.1 抑制二次干扰的措施

多类电磁干扰源的存在必然会影响二次回路的正常运行，而通过利用电磁兼容性来抑制二次干扰十分关键。一般来说互感器和二次交流回路的连接为耦合电容侵入设备内部提供了良好的条件，而采取滤波措施的第一步是用并联方式处理非线性电阻元件和滤波电容器，使其形成浪涌吸收器，对抑制差模和供模干扰有一定作用。对通信线路采取滤波措施也能很好的阻止电磁波的进攻。科学的接地方式既能将外部电磁阻挡在外，又能阻止变电站电子电气设备内部电磁波外泄，保持足够的距离来避免雷击感应电压作用于二次回路接入点的现象。

3.2 计算机等弱电通信设备的抗干扰措施

变电站内部对电力系统的要求极高，各类通信设备、计算机、电子设备的使用导致了电磁交错传播的现象，而带电设备本身即是干扰源也是被干扰对象，承载了电流的导线会向四周发射电磁波。从设备的按照和使用问题处理解决抗干扰问题是必然趋势，对发挥核心作用的通信机房进行屏蔽处理，这一步是应对空中辐射耦合方式的重要环节。通常情况下使用不间断电源和直流开关电源也能很好的抑制交流干扰信号的作用。采取正确、有效的接地方式也是保护计算机等弱点通信设备的重要方法，例如分开接地和多点节点方式，都是分解感应电位的良好途径，或者采用公用接地或单点接地模型，降低电磁波击穿绝缘设备的概率。

[参考文献]

[1]吴雪红，邱振敏.变电站电磁干扰及二次抗干扰措施[J].贵州电力技术，2012（6）：64-66.

[2]田奇.变电站抗电磁干扰的原理与措施[J].城市建设，2012（10）.