变电站二次回路抗干扰问题浅谈

刘 峰,杨 超（沈阳电业局电气安装公司，辽宁沈阳，110003）

变电站二次回路抗干扰问题浅谈

刘 峰,杨 超
（沈阳电业局电气安装公司，辽宁沈阳，110003）

变电站二次系统是电力系统的神经中枢，二次回路的安全与否关系到电力系统是否安全运行，我们探讨二次回路的抗干扰问题的目的就是为了保障电力系统安全运行。本文介绍了变电站二次回路干扰电压的四方面来源，针对各种干扰电压分析了原理及抑制措施。

变电站；二次回路；抗干扰；安全运行

1 二次回路干扰电压的来源

1.1 来源于一次回路的干扰电压

一是静电耦合。通过静电耦合到二次回路的干扰电压，实质上是经由二次回路的对地阻抗，即所谓的共模阻抗和干扰源（一次回路）与二次回路间的耦合阻抗而加到二次回路的。一次设备和二次设备之间的静电耦合，包括一次母线和二次电缆间的静电耦合及互感器一次绕组和二次绕组之间的静电耦合。

二是电磁耦合。电磁感应产生的干扰电压，是由于一次回路和二次回路之间存在互感而引起的。干扰电压的大小与一、二次回路间的互感阻抗，干扰源电流的大小、频率以及一、二次回路的相对位置有关。一次回路与二次回路之间的电磁耦合，包括一次母线和二次电缆以及互感器一次绕组和二次绕组之间的电磁耦合。

三是地电位差。在一次系统发生接地短路或避雷器动作时，都会有大的电流流入变电站的接地网，此电流流经接地体的阻抗时便会产生电压降，使得接地网中电流流入点和其他地方的电位不同。在同一回路中有不同的接地点，分布在变电站的不同区域时，各接地点间地电位差就会在连接的电缆芯中产生电流，即对二次回路产生干扰。

1.2 二次回路自身产生的干扰电压

二次回路自身产生的干扰电压主要来源于其所接的电感元件。电感元件在接通或断开时将产生暂态干扰电压，其幅值与电感元件的工作电压、工作电流及电感量的大小有关。直流系统中接有断路器电磁操动机构的合闸线圈时，在断路器操作时将产生较高的暂态电压。

1.3 变电站380/220V交流对控制、保护回路的干扰

变电站380/220V交流主要用于动力、照明、加热回路，一般与控制、保护回路没有直接关系。但在设计和布线时如不注意容易发生交流动力或加热回路与保护或控制回路共用电缆，或并排布线。交流回路与直流回路间因距离很近、互感大，则50Hz的交变电流或一次回路在380/220V交流系统中产生的电磁干扰，就会通过互感，在直流回路中产生干扰。

1.4 无线电干扰

变电站内的无线电干扰主要来源于高压电气设备的电晕放电、电弧放电、通信设备发射的高频电磁信号等。对来自一次设备的无线电干扰，通常可通过对一次设备发射的无线电干扰水平的限制或通过电磁屏蔽措施有效地预防。目前，无线电干扰对二次设备构成威胁的主要来源是无线对讲机、移动电话。

2 干扰电压的抑制

2.1 对静电耦合的抑制

一是增大耦合阻抗。在相同干扰源电压的情况下，增大耦合阻抗可减小二次回路的干扰电压。耦合阻抗实际上就是一、二次回路间的容抗。二是采用带屏蔽的控制电缆。在220kV变电站中广泛采用管状的、有一定厚度并由低电阻率材料构成屏蔽层的控缆，较编制或带绕的屏蔽层具有更好的屏蔽作用。为了降低屏蔽层阻抗，还可以采用屏蔽层多点有效接地、设分流导线等措施，作为减小耦合电压的措施。三是将保护下放到配电装置分控制室，缩短控制电缆，有利于抑制静电耦合干扰电压。四是充分利用变电站中的自然屏蔽物。例如电缆隧道和电缆沟盖板中的钢筋、各种金属构件、建筑物中的钢筋等，只要在施工中注意将它们与变电站的接地网连接起来就能形成良好的静电屏蔽。

2.2 对电磁耦合的抑制

一是减小互感阻抗。在电缆沟道布置时，应尽可能与一次载流导体成直角，减小平行段的长度；在电缆直埋或采用其他方式敷设时，应注意避免与一次载流导体平行，减小互感；在设计时，尽可能同一回路的电缆芯安排在一根电缆内，尽量避免同一回路的“+”、“-”极电缆芯在不同的电缆内。同一回路在不同的电缆内时，各电缆应平行敷设，采用相同路径。在有条件的情况下，“+”、“-”极芯线采用绞对线，这是最为有效的降低感应电压的措施，并且对任何频率的干扰电压都是有效的。

二是采用电磁屏蔽。在干扰源与二次回路之间设置电磁屏蔽物，使感应磁通不能进入二次回路，即可消除二次回路的感应电压。工程中常用的措施就是采用带电磁屏蔽的控制电缆，其屏蔽效果与屏蔽层材料的导磁系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等因素有关。屏蔽层采用高导磁材料时，外部磁力线大部分偏移到屏蔽层中，而不与屏蔽层内导线相交链，因而不会在导线上产生感应电动势。高导磁材料的屏蔽层对各种频率的外磁场都有屏蔽作用。

2.3 对由地电位差产生干扰电压的抑制

在发生接地短路时，变电站内各点地电位的差别，在两端接地的电缆屏蔽层中和两端接地的电缆芯中会产生电流。根据IEEE会议资料介绍，在后备保护动作的期间内，此电流一般不会超过屏蔽层的短时热稳定电流。为消除变电站各点电位的差别产生的干扰电压，在变电站内有二次设备的范围内设等电位接地网。

为防止地电位差在电缆芯线中产生电流，在二次回路设计时应避免电缆芯线与接地网形成闭合回路。为此，要做到在有电气连接的回路中只能有一个接地点。例如，在差动保护的电流回路，只在户内设一个接地点；全站电压互感器的零相在户内只设一个公共的接地点，而不会在户外电压互感器处接地。

2.4 对来自380/220V交流干扰的抑制

在二次回路设计和施工时，不得将保护、控制、信号的直流回路与380/220V交流动力、电热、照明回路共用一根电缆，对各种保护、控制屏的屏后接线，也不得将380/220V交流回路与上述直流回路的导线捆扎在一起，而应分别走线。在380/220V交流回路应单独设端子排，如一定要与直流回路端子放在一起时，交、直流回路间至少应有两个空端子隔开。

2.5 对无线电干扰的抑制

为防止户外高压配电装置的无线电干扰波侵入到室内，控制室及继电保护室应设电磁屏蔽网。屏蔽网在土建施工时埋入墙中，与土建结构中的金属件可靠连接并接地。应限制在静态电路构成的保护装置附近使用无线对讲机，手机等无线通信设备。

4 结束语

随着电网技术的不断进步，变电站二次系统由电子器件构成的设备越来越多，与电磁式设备相比，其抗干扰能力又有明显下降，对二次回路造成的电磁干扰威胁也就更大。同时，电力用户对供电可靠性的要求也越来越高，这就使得变电站抗干扰问题变得更为突出。本文通过阐述干扰源的来源及抑制措施，从工程应用角度出发，提出了抗干扰的可行性措施。

［1］宋继成.220-500kV变电站电气接线设计［J］.北京：中国电力出版社，2014.

［2］西北电力设计院.电力工程电气设计手册 电气二次部分［J］.北京：水利电力出版社，1991.

Substation secondary circuit of interference problems

Liu Feng,Yang Chao
（Shenyang Electric Power Bureau electrical installation company,Liaoning Shenyang,110003）

Substation secondary system is the nerve center of the power system, the secondary circuit security related to whether or not the safe operation of power system, we explore the secondary circuit of interference problems purpose is to guarantee the safe operation of power system. This article describes the four aspects of the source of the interference voltage substation secondary circuits, for a variety of interference voltage analyzes the principle and suppression measures.

substation secondary circuit anti safe operation

TM711

A

刘峰（1988-），男，汉族，助理工程师，本科，毕业于沈阳农业大学农业电气工程及自动化专业，主要从事变电站工程建设管理工作。

杨超（1984-），男，汉族，一级建造师，本科，毕业于辽宁工程技术大学自动化专业，主要从事变电站工程建设管理工作。