220 kV及以上变电站继电保护抗干扰研究

曹 露

（国网江苏省电力有限公司检修分公司扬州运维分部，江苏扬州 225009）

0 引言

随着我国现代化建设的不断发展，基础建设越来越完善，电网建设直接关系着经济发展和人们的生活，因此我国近几年加强了电网建设工作，完善了电网体系，220 kV以上的高压变电站数量显著增多，但是220 kV高压变电站在运行过程中始终处于高强度电磁场环境下，所以运行中很容易受到电磁干扰，导致变电站运行异常。因此在220 kV以上变电站的运行过程中，需要加强继电保护和抗干扰工作，这是变电站发展的必然要求。

1 220 kV及以上变电站受到的干扰

（1）雷电导致的干扰。在220 kV及以上变电站的运行过程中，由于变电站自身在运行的过程中就带有很强的电荷，所以在夏季雷雨多发的季节，雷电天气就会对变电站产生影响，如果变电站没有做好避雷工作就会引发雷击事故，变电站自身运行带有的电荷，本身就与雷电中含有的电荷会发生反应，所以在雷雨天气中，变电站或多或少都会受到雷电的影响，雷电中含有的电流可能会进入到供电网络中，引起电缆的屏蔽层，产生瞬间高频电流，增加二次设备电缆感应到的干扰电压，并在电缆之中进行无序流动，从而使得继电保护设备的正常运行受到影响，严重的还会破坏继电保护设备，给整个电力系统的工作造成危害。雷电导致的电磁干扰，是目前220 kV及以上变电站受到的主要干扰，主要是因为雷电自身就带有很强的电荷和电磁力，所以在一些山区雷电比较频发的区域，就需要做好变电站的避雷工作，防止雷击事故的发生。

（2）接地故障导致的干扰。变电站内部设备在运行的过程中，产生的电流量比较大，而且设备的运行很容易受到外界因素的干扰，因此在变电站内的设备通常会接地，以保护设备的运行安全。但仍然存在变电站内设备的接地故障，很多设备在接地过程中出现问题，使得故障电流通过变压器的中心点，经过基地网络的传输回流到故障点，使得地网中的电势差比较高，从而给设备的正常运行造成干扰。

（3）电感耦合导致的干扰。在变电站的设备运行过程中，隔离开关的动作也会对设备产生一定干扰，很多隔离开关在动作的过程中，当电流通过了高压线的主线，在线缆周围形成强力磁场，使得二次电缆周围的磁通密度较高，对二次设备的回路造成高电压干扰，进而威胁到整个机电设备的正常运行。

（4）断电器故障导致的干扰。在变电站的供电工作中，为了保证电力的质量和供电稳定性，通常会在系统中加设断电器，防止电流和电压出现异常，保护电力回路的正常运行。如果在设备的运行过程中，直流控制回路中的电感线圈出现故障，那么就会在几点保护系统当中，造成频谱宽的干扰电磁波，这个干扰电磁波在设备正常运行的过程中，必然会影响到继电保护设备的工作。此外，设备在运行过程中如果工作人员操作不当，也会在接触设备外壳时而产生火花，或者工作人员自身携带的电子通信设备等，也随时会散发出电磁波，而且功率越强的设备散发出的电磁也就越强，这些都会影响到继电保护设备的运行。

（5）静电放电干扰。220 kV及以上变电站中的电气设备，在正常放置或使用的过程中，为了保证电气设备的正常使用，通常会要求设备周围的环境要干燥，这样虽然能够防止电气设备受到外界物质的影响，但在这种极度干燥的环境中，工作人员在作业及走动的过程中，衣物很容易产生静电，严重的甚至会产生极强的放电现象，这些都会对电站内设备的正常运行造成影响。

2 220 kV及以上变电站继电保护抗干扰的措施

（1）降低变电站内的接地电阻。在220 kV及以上变电站的电力设备运行过程中，为了保护设备正常运行进行的接地操作，其接地电阻也会影响到设备运行，因为变电站内为了提升设备的运行效率和提高避雷设备的效率，通常会使用大量的互感器和避雷器，这些设备在使用的过程中难免产生大量的电流和电磁，所以在变电站内需要适当降低接地电阻，降低变电站内的电流效应，防止一次设备在运行的过程中出现故障点，从而提升变电站内设备的抗干扰能力。

（2）合理设置继电保护设备的电位面。目前我国220 kV及以上变电站在设备运行控制工作中，通常使用计算机技术进行集中控制，将变电站内的所有电气设备和继电保护设备都集中于中央控制器中，通过控制网络进行集中管理，而在这种管理方式中，继电保护装置与其他的电气设备都处于同一个电位面，这样虽然能够加强对设备的控制和管理，但也意味着当某一个设备在运行的过程中发生了故障，其他设备包括继电保护设备也会随之产生故障，使得故障的影响扩大，设备发生连锁反应，从而使得继电保护装置无法发挥出应有的继电保护作用。因此想要进行220 kV及以上变电站的继电保护和抗干扰工作，就要将继电保护装置的电位面进行合理设置，需要在保证继电保护装置和其他电气设备正常运行的基础上，适当调整二者的电位差，防止一个设备发生故障后而造成连锁反应。为了调整二者之间的电位差，需要工作人员设置对应截面的专用接地线，控制好控制微机和地网之间连接的位置，并在整个网络中，对控制微机连接子网来说，能够有效屏蔽变电站内的电磁干扰。

（3）将高频同轴电缆进行接地。在高频同轴电缆的运行过程中，如果只是对一端进行接地，则母线必然会受到开关影响，在另一端形成瞬间高压，因此在安装高频同轴电缆时，需要将其两端都进行接地，并分别通过开关场和控制室进行控制。

（4）在二次回路上减轻干扰。在220 kV及以上变电站的运行过程中，整个电力系统难以避免的会发生电磁干扰，一次回路上的电磁干扰一般难以彻底消除，所以想要提高继电保护和抗干扰能力，就需要在二次回路上降低电磁等对系统的干扰，由此降低整个变电站的电磁干扰水平。要降低第二次回路中的电磁干扰，可以将一次回路与二次回路之间的耦合切断，在二次系统中可以使用带屏蔽层的控制电缆，这样电缆在运用过程中，周围即使产生了强烈电磁场，电缆的屏蔽层也可以及时感应屏蔽电流，从而抵消磁通。

（5）滤波抑制干扰。在220 kV及以上变电站的继电保护工作中，利用滤波来抑制电磁干扰是比较常见的抗干扰措施，在变电站内设置滤波器，能够将设备运行过程中产生的一些干扰电波进行屏蔽，因此，在实际的抗干扰工作中，工作人员只需设置好相关的干扰电波参数和频率，能对这些电波的频率进行屏蔽或吸收，减少频率混叠，在发生干扰信号的差模涌浪现象时，还能有效抑制差模干扰信号，对于变电站内设备的机电保护和抗干扰工作十分有效。

（6）其他抗干扰措施。除了以上几种干扰措施之外，在220 kV及以上变电站的继电保护和抗干扰工作中，还可以通过工作人员的操作降低电磁干扰。例如，可以在信号收发机上接入电缆，从而减少静电放电和电耦合产生的干扰，也可以在进行控制网络的操作时，在控制页面延时，以避开通信通道隔断的时间。或采用高频通道，避免继电保护装置与其他设备发生信号叠加，也实现抗干扰的效果。比较常用的抗干扰措施，例如，进行一次设备和二次设备的接地隔离；对于一次设备和二次设备中的一些关键元件进行抗干扰处理，或提高二次设备的兼容性，提高电磁干扰的抵抗能力等。这些措施都能实现变电站的继电保护和抗干扰效果。

3 结语

目前我国电网建设速度十分迅速，220 kV及以上的变电站显著增多，这些变电站在运行的过程中难以避免会受到电磁或其他因素的干扰，影响供电工作，因此在现在220 kV及以上变电站的运行中，需要对继电保护和抗干扰工作进行研究，保证电力设备正常运行。