变电站二次系统电磁干扰与预防措施研究

邓前锋

摘 要：高强度的电磁场环境会对微机机电保护装置造成一定的影响，例如，变电站等大型电磁场环境会使整个系统的运行陷入危机中。简要分析了变电站二次系统电磁干扰的相关情况，并及时发现其中的干扰因素，从而提出有效的预防措施。

关键词：变电站；二次系统；电磁干扰；微机机电保护装置

中图分类号：TM63 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.122

在信息技术不断发展的今天，在电力系统中，微机型继电保护装置被人们广泛应用，它的存在有效完善了电网自动化技术中存在的不足。而在电力系统运行的过程中，还存在一些强度的电磁干扰，比如发电厂、高压变电站等，它们严重影响了电力系统的运行安全。当受到外界环境因素的干扰时，保护装置就出现误动或其他故障，对整个系统造成极大的威胁。所以，应有效分析变电站的运行情况，找出影响其正常运行的因素，并采取合理的预防措施。

1 变电站出现电磁干扰影响

在变电站运行的过程中，可能存在很多干扰因素。这些干扰因素造成的影响主要有：①电磁干扰具有大幅度、高频率，并且前沿较陡等特点，它们会直接通过不同分布的电感耦合、电容进入变电站的系统中。②电磁干扰到电源（电流电源或交流）的回路，导致计算机不能正常运行。如果受到严重的电磁干扰，可能直接出现计算机死机的情况。③受到电磁干扰后，模拟量在输入过程中会因通道等因素的影响导致数据结果出现错误，使采样的计量和精度在没有微机保护的情况下发生误动。④如果情况严重，会直接破坏元器件，同时，电磁的干扰会导致开关量在输入过程中受通道等因素的影响，造成隔离开关闭合、断路器等出现判断错误的情况。如果电磁干扰直接影响了输出通道，会导致断路器合、跳闸的出口回路出现误动的情况。⑤受到电磁干扰后，极容易穿透集成芯片中的PN结，并出现数据的丢失、芯片被烧毁和绝缘破坏等故障，同时，造成保护的拒动或是误动，严重影响电力系统的安全运行。因此，对于不同的传播途径和干扰源，应采取合理的预防措施，有效减少电磁干扰带来的危害。

2 针对电磁干扰采取的预防措施

在处理和解决变电站中电磁干扰问题时，一定要遵循变电站的实际情况，采用安装接地铜排、装置抗干扰电容、安装阻工频电容、制订电缆敷设标准、完善电源系统和其他的抗干扰等措施。以下对于这些措施进行具体分析。

2.1 安装接地铜排

在变电站中的电缆夹层内选取横截面为1 cm2的接地铜排连接，并与其全部保护屏接地端子连接，连接时可以采用横截面为0.04 cm2的多股铜线。在变电站中电缆沟支架顶端沿电缆敷设方向设置横截面为1 cm2的铜质导线，在结合高频电缆屏蔽与滤波器二次端子时，可以使用0.1 cm2铜质导线连接，然后将其焊接在相应的铜质导线上。这一方法能够构建继电保护等电位面，有效抵消了不同保护设备间的电位差。

2.2 装置抗干扰电容

在连接的过程中，如果存在交流电流、直流电流和电压等，应首先把这些进线连接在抗干扰电容上，而另一边的电容则连接在地上，之后把电容同一接线终端引入到继电保护装置中，避免出现高频干扰因素，减少高频信号出现在二次回路中直接干扰保护装置的运行。抗干扰电容接线情况如图1所示。

2.3 安装阻工频电容

因为高频电缆层有2个接地点，所以，如果出现接地故障或者接地电流通过变电站的地网时，可以在2个接地点之间的工频电压中，将形成的纵向电压加入到高频电缆的回路中。这样做，也许收发信机高频变量器会出现饱和状态，从而导致发信中断，且高频闭锁的保护装置会出现误动。因此，高频通信电缆芯的回路中需要接入1个电容为0.05 μF的电容器，用来阻断工频电流。

2.4 制订电缆敷设标准

如果应用的是二次电缆，则需要将其更换成屏蔽电缆。在敷设工作中，电缆应该避免出现在变压器中性点、避雷器和一些高频暂态电流处，不可以出现与高压线相平行的情况，最大程度地避免强干扰源的出现，减少在控制电缆上出现干扰。在电缆沟里，经常把控制电缆布置在比电缆支架低2层、3层的地方，同时，还应与电力电缆之间保持最大间距，充分选取100 mm2的接地铜排所能产生的屏蔽效应，并减少强磁场给控制电缆带来的干扰。

2.5 完善电源系统的抗干扰

对于电源系统，所选择的干扰措施有以下几点：①确保供电的电压波形保持平稳状态，可以选择UPS来稳定工作电源，同时，应尽量选择在变电站使用直流电源；②应选择隔离变压器和隔离工模来减少干扰，避免电网所产生的噪声干扰到控制系统，并且减少强雷电压造成的装置破坏；③应尽可能缩短输出回路，而且电缆芯的选择不易过小，从而减小压降。

2.6 其他预防措施

鉴于工作中存在的问题，可采取以下措施：①应在收发信机的听信回路里增加2～5 ms的延时时间，减少因外部干扰所带来的误停信；②禁止携带紫外线之类的设备到保护室内，防止芯片程序出现擦除；③及时升级软件版本，使软件在设计工作时可以保留适合的冗余度；④工作人员在接近继电保护装置时，应该去除自身带来的静电；⑤保护室内禁止使用高能辐射的设备，例如对讲机等。

在对电力系统进行预防干扰的过程中，这些方法都可以有效解决干扰问题，并取得不错的预防效果。这样做，能有效解决对微机保护装置造成的干扰。

3 结束语

变电站的抗干扰工作是一项较为复杂的工程，需要考虑现场的实际情况，并根据出现的问题采取相应的预防措施，从而促进电力系统的有效运行。在设计施工中，应了解系统的抗干扰能力，合理安排布局变电站的一次或二次设备，优先选择具有屏蔽功能的通道线或电缆，并有效完成铺设工作。因此，在系统运行过程中，电磁干扰的出现是不可避免的，但如果找到其中的规律，并采取相应抗干扰措施，就可以降低电磁干扰出现的概率，确保电力系统可以安全、稳定、可靠的运行。

参考文献

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〔编辑：白洁〕