变电站二次回路抗干扰分析

孙 磊（华电国际莱城发电厂,山东 莱芜 271113）



变电站二次回路抗干扰分析

孙 磊
（华电国际莱城发电厂,山东 莱芜 271113）

摘 要：变电站二次回路一般选择用微机保护措施，虽然与其他保护方法相比具有更高的效率，但是却更容易受电磁干扰，因此必须要结合其运行特点，来做好抗干扰分析。本文对变电站二次回路抗干扰措施进行了简要分析。

关键词：变电站；二次回路；抗干扰

微机保护是变电站二次回路常用保护措施，在自检以及计算机通讯等方面具有更大优势，但是其在运行过程中也更容易受电磁干扰。以提高变电站运行可靠性为目的，需要制定有效的抗干扰方案，选择可靠措施来降低对二次回路的电磁干扰作用[1]。

1 变电站二次回路电磁干扰途径分析

（1）电场耦合干扰。对于电厂耦合干扰方式来说，其所产生的干扰信号主要是由近距离电场经过耦合电容将其作用于二次回路中产生，如图1所示。U1表示干扰源电压，Z1表示二次回路与干扰源间耦合阻抗，U2表示二次回路产生的干扰电源，Z2表示二次回路对地阻抗，可得公式：U2=（Z2/Z1+Z2）U1。干扰电压一般是因为雷击、一次设备与二次设备静电耦合以及开关误操作等导致，然后通过公式便可以计算得知二次回路所产生的电压。

（2）公共阻抗耦合干扰。在输电系统中，大电流接地时会出现单相接地短路问题，便会从接地网中流过故障电流，进而产生电压降，造成变电站内部出现电位差情况，影响电气设备正常运行。另外，对于同回路不同地点，受不同位置电位差影响，电流会逐渐相互连接成为统一电流。同时地电位差也会利用电缆以及多点接地电缆而产生屏蔽电流，造成电缆出现运行干扰。

（3）感性耦合干扰。变电站运行过程中，如果存在较大电流通过电缆、电容时，便会产生强大的交变磁场，凡是在磁场范围的二次设备，均会受到磁场干扰，产生感应电压，而影响变电系统运行稳定性。变电系统中，相邻两导线间会存在一定互感M，切M=Φ21/I1。互感耦合导线上会产生互感电压，U2=2WmI1，并且该电压为串联电压。通过计算公式可以得知，电压与频率以及互感量间呈现正比关系。一旦设备运行过程中出现故障，检测系统便会在显示屏上出现信息提示，如果不能及时处理，势必会对变电系统运行效果产生影响。

2 变电站二次回路抗干扰措施分析

2.1 一般二次回路

（1）电缆敷设。在敷设电缆时，要求交直流不能用一条电缆，而需要分别单独设置电缆。严禁出现共用电缆的情况，避免交直流之间产生干扰，对直流回路绝缘电阻产生不良影响。并且如果交直流之间出现短路情况，一定会造成直流接地故障，进而会对两个系统均产生不良影响。另外，电压互感器二次回路分别引至PT并列屏，且不得共用N线，利用PT并列屏分别单独回路向各控制、保护屏引[2]。同时，电缆的敷设需要充分利用自然屏障物所具有的优势，对于保护用电缆来说，在敷设时要尽量远离高压母线与高频暂态电流入地点。

（2）电缆选择。强弱电回路不能选择用同一根电缆，并要选择不同电缆沟敷设，对于部分特殊情况，可以将电缆穿管或者铝合金槽盒方式进行敷设。另外，变电站内所有二次回路电缆均需要用阻燃带屏蔽电缆，设置要保证电缆屏蔽层两端接地。可以对电缆两端屏蔽层做缠绕铜线处理，并要旋紧上锡固定连接在铜排上。采用两端接地的屏蔽电缆，可将暂态感应电压抑制为原值的10%以下。相距数百米乃至千余米的变电站与通信站之间采用屏蔽电缆连接。为了抗干扰，屏蔽电缆层必须两端接地，为此推荐以2×100mm²粗铜线将两侧接地网联通，然后实现屏蔽两端接地。否则电缆屏蔽层有可能烧毁。

2.2 微机保护二次回路

（1）屏蔽。屏蔽能有效地通过空间传播的电磁干扰。对变电站的二次设备而言，特别是微机型的保护装置，对干扰信号比以前的保护装置更敏感，因此需要更完善的抗干扰屏蔽措施。屏蔽按其机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。选择导电性能良好金属来构成封闭壳体，达到衰减与隔离干扰的目的，如常见微机保护壳体，实现A/D转换器、核心数字部件的封闭抗干扰处理。

（2）隔离。为避免共模干扰，保护装置内与外界连接线路，经过光电隔离与隔离变压器隔离后在进入到装置内部。其中，光电隔离主要是利用光电耦合器来对外部开关量信号、开关量输出以及内部电气回路进行隔离，降低干扰源的影响。

（3）接地。做好变电站二次回路接地分析，结合实际情况选择合适的接地方法来降低电磁干扰。主要分为装置外壳接地与设备装置内部接地两部分，对于微机保护的二次回路，信号接地需要通过对装置内两点接地方法，为内部电路提供电位基准，最大程度上来降低共模干扰与外磁场干扰[3]。另外，反措要求电流互感器二次回路必须有且只能有一点接地。一般在端子箱经端子排接地。但对于有几组电流互感器连在一起的保护装置，如母差保护、各种双断路器主接线的保护等，则应在保护屏上经端子排接地。电压互感器二次回路只允许有一点接地，接地点宜在控制室内。独立的、与其他互感器无电联系的电压互感器也可在开关场实现一点接地。为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或者熔断器。已在控制室一点接地的电压互感器组，必要时可在开关场将二次绕组的中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地。应经常检查维护，防止出现两点接地的情况。来自电压互感器二次的4根开关场引出线中的零线和电压互感器三次的2根开关场线出线中的中性线必须分开，不得共用。

3 结束语

变电站二次回路一旦受到干扰，势必会对变电系统运行效果产生影响，为提高系统运行稳定性与可靠性，需要了解并掌握不同干扰源产生原因与特点，并结合二次回路特点，从不同角度出发，选择措施进行优化，最大程度上来提高其运行可靠性。

参考文献：

[1]汤磊.变电站二次回路抗干扰问题研究[D].山东大学,2009.

[2]严锋.变电站二次回路抗干扰问题的探讨[J].电气应用,2007(04):34-37.

[3]丁锐.数字化变电站二次回路抗干扰措施探析[J].机电信息,2010(24):75+86.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.155