水力发电厂二次抗干扰措施的运用研究

陈震军

摘要：文章分析目前水电厂中应用二次抗干扰措施的必要性，分析二次设备干扰的影响，研究目前水电厂运行中的二次设备干扰信号的来源，并针对这些干扰来源提出了相应的抗干扰措施，以供参考。

关键词：水利发电厂;二次抗干扰措施;应用

1引言

在目前全球资源紧缺和环境恶化问题不断加快的形势下，世界各国都在不断推进能源结构调整并加大对各种新型清洁型能源的开发和利用力度。我国近年来也加大了对水电厂的建设和开发力度，为满足人们不断增长的电能需求以及环境保护起到重要作用。而且在目前水电厂相关设备和技术在不断提高的同时，水电厂中的自动化和智能化水平也在不断提高，逐渐开始营业无人值班和少人值守的运行管理模式。但是与此同时，由于这些微机和PLC控制设备在具有强大功能的同时也具有容易受到外界电磁干扰的敏感性。加之目前水电厂中数量较多的一次和二次设备交错在一起，各种保护、控制以及通讯和测量等设备不仅在一起安置而且还经常穿过高压带电设备区域，这就会导致这些具有较高精度的自动化设备受到电磁干扰问题。这就需要做好水电厂二次干扰措施来确保水电厂电气设备运行的安全性和稳定性。

2二次设备干扰的影响

水电厂运行中的各种干扰会以耦合的方式在控制和保护等系统中感应而出现干扰电压的问题。而且由于在水电厂二次设备的回路中所采用的设备为弱电设备，其中含有数量较多的微电子以及电子元件，其具有较差的耐电压能力和抗干扰水平。这就需要通过相应的抗干扰措施来确保一次设备运行的安全性和可靠性。这主要是由于二次设备中的数字信号回路会容易受到干扰信号的影响而发生数据或地址传送错误的问题，这也容易导致设备出现功能故障或者运行故障。此外，二次设备运行的模拟信号回路也容易在受到信号干扰时出现开关电路误翻转的问题，此时若没有设置足够的闭锁措施就会导致误动作问题的发生。

3干扰信号的来源

3.1周边环境中的强磁场干扰

水电厂中存在数量较多的发电机、电抗器、变压器、大电流的动力电缆等设备，这些设备在运行中容易产生强大的交变磁场而对水电厂二次设备造成干扰，也是水电厂运行中比较常见的干扰类型。此類强磁场容易对其周围环境中的弱电回路和控制元件等二次回路造成干扰，在其回路和元件中产生干扰电压而改变其可编程控制器中的数据，并导致出现运算错误、网络传输数据变位以及通讯中断等问题，表现出系统无法正常运行以及监控系统无法准确显示数据等问题。

3.2电容耦合产生的干扰

水电厂中的一次回路大电流导体会对二次回路存在电容，这就会产生一次回路对二次回路的电容干扰问题。这主要是由于水电厂中的开关站、主变室内回路之间存在相互耦合的现象，以及电源回路和控制回路之间也存在耦合的问题。

3.3雷击干扰

在雷击发生时会出现电磁耦合的现象，此时就会出现回路对地感应的问题，也就会产生干扰电压问题，不仅会对二次电源模块造成损坏，还会损坏通讯口以及输入模块等。

3.4高频振荡干扰

水电厂中的高压开关在通断线路时会出现电弧重燃的问题，此问题出现时会生成一个前沿很陡的电流电压波，而且此电弧重燃的频率比较高，同时和伴随有高频振荡的问题，此问题就会与周围的设备出现二次电缆耦合的现象而产生干扰电压问题。

3.5接地电位差产生的干扰

如果设备存在绝缘问题就会导致对地泄露电流的问题，在此电流的作用下就会导致在大地中出现电压差的问题，在此问题下也会导致厂房内两端接地的电缆屏蔽层出现电流而产生对信号的干扰。这就需要做好二次设备的接地点合理选择的措施来避免上述电压差的产生极其对二次回路的干扰。

3.6外部设备的高能辐射干扰

目前人们生产和生活中的各种具有高能辐射的无限通讯设备的数量在不断增多，而其高能辐射会对二次回路中的微电子元件造成高频干扰危害。尤其容易变电站中对讲机的使用而发生相邻保护装置误出口跳断路器等干扰问题。

4有效的抗干扰措施

4.1控制电缆屏蔽层在控制系统端一端接地

此种抗干扰措施主要分为在控制系统端进行接地但是被控设备端悬空不接地的方式以及被控设备端接地，但是控制系统端悬空不接地两种方式。但是由于后者容易导致在电容比较小时会出现比较大的分配电压，而且由于电缆屏蔽层对电缆芯之间的电容比较大，会导致由于电容耦合而向控制系统内部元件与地之间施加，容易对控制系统的内部元件造成损坏。而前一种抗干扰措施则由于会将一次系统中对地的接地电流通过接地电阻向大地流入，而且此对地电阻的点位也不足以向电缆反击，也不会将此位置升高的点位向控制系统引入。但是此种抗干扰措施需要被控制设备具有较小的接地电阻，而且通过就近连接的方式进行地网连接来对反击电位进行吸纳之。还要在控制系统电源中进行隔离变隔离且确保地网均压的可靠性。

4.2隔离变压器在控制回路电源中的应用

在控制回路电源中应用隔离变压器的主要作用就是确保回路中的各个支路和元器件构成等电位，这样可以实现通过对电位随之升高的措施来对反击问题进行消除。此外，由于隔离变压器的输入端和输出端没有电气连接，这样就可以在雷电波通过电源回路向控制回路进行入侵时，实现对雷电波的隔离并经过此装置的避雷器来向大地流入。此外，此装置在控制回路电源中的应用还可起到对人身安全保护的作用。

4.3其他抗干扰措施

除了上述抗干扰措施之外，还要对电缆布局进行合理安排来确保同一根电缆中避免强电和弱电的同时存在。并使用继电器或光隔元件隔离控制柜内的弱电信号。不允许对电缆进行两端接地，使用软件抗干扰措施来提高大量使用可编程控制器回路中的抗干扰性能，在回路中进行避雷装置的安装。在感性元件如继电器电磁阀之类的元器件的两端并联串有电阻的反向二极管。

5结语

针对水电厂中普遍存在的二次设备干扰问题，针对其所造成的危害，在分析干扰信号的来源之后，提出了要控制电缆屏蔽层在控制系统端一端接地以及在控制回路电源中应用隔离变压器等抗干扰措施来确保水电厂电器设备的安全和稳定运行。

参考文献

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