变电站二次设备抗干扰问题的分析

鲍路阳

摘 要：在现代电力系统发展期间，二次设备运行环境日益严峻，面临较强的电磁干扰影响，所以必须采取有效措施，加强二次设备的抗干扰能力，以免干扰影响自动装置和机电保护装置。同时提升电力系统运行可靠性和稳定性，维护整个电网系统的运行效益。此次研究主要是围绕变电站二次设备抗干扰问题展开讨论。

关键词：变电站;二次设备;抗干扰

电力系统本身属于电磁网，一次设备和二次设备在电磁环境下运行时，极易受到电磁干扰影响。当前，电力系统中开始广泛应用微电子技术，其对于电磁干扰的耐受力较弱，极易导致继电保护与安全自动装置误动，还会出现数据混乱和死机问题，影响装置的运行状态，还会干扰电网安全。所以必须深入分析和研究二次设备抗干扰问题。

1、干扰源与干扰途径

1.1隔离开关操作所致干扰

隔离开关带电分合操作时，会干扰影响二次设备和二次回路。由于隔离开关自身特点，导致其空气去游离能力低，初始阶段就会产生高频率再点弧过程，同时产生大电流和大电压，导致系统操作时出现高频振荡和过电压现象。同时会通过母线产生辐射，对二次设备运行安全性造成极大影响。变电站接地网接入电流与电压波时，会因高频行波反射出现高频振荡问题。上述振荡问题会和二次回路耦合，瞬间产生强干扰影响，且干扰信号通过二次电缆进入到保护装置中。

1.2雷击干扰影响

雷击干扰的途径和方式比较多变，并且与接地网状态、设备布置以及电缆走向等有关。当变电站一次设备受到雷击伤害时，雷电流会沿着高压路线传播，产生高频率波，从而流入大地。在整个雷击伤害过程中，雷电流会利用电磁偶耦合，二次线和大地之间产生干扰波。此外，由于二次电缆屏蔽层之间会产生电流，从而导致二次电缆芯感应电动势，干扰二次设备。雷击伤害所造成的负面影响，雷电流会从线路入侵后流入大地，出现暂态地电位升高情况。变电站地网存在接地阻抗，雷电时变电站内的暂态地电位和地网不同点的电位差感应，电流二次回路会受到干扰影响，进一步影响自动装置和系列保护装置的运行。

1.3变电所局部放电干扰

变电所局部放电干扰，主要包括线路金属干扰和污秽绝缘子表面电晕放电干扰。所形成的电流脉冲会以电磁波形式干扰周围设备。设备所处位置、表面洁净状态、导线截面以及气候条件等因素会影响干扰波的强弱程度。

在干燥状态下，电压沿着绝缘子串的分布不均匀。在电压等级持续提高条件下，会加重不均匀分布状态。如果绝缘子承受高变压，则会出现局部沿面放电现象。不仅会导致绝缘子腐蚀，还会产生辐射干扰。若气候条件比较潮湿，沿着污秽绝缘子表面所流经的电流比较大。由于绝缘子表面污秽物沉积不均匀，从而导致薄弱部位产生电阻，发热形成干燥带，致使局部出现电弧和火花问题。此种局部放电所产生的辐射干扰具备高频率分量。

1.4接地故障所引发的工频干扰

对于大电流接地系统来说，系统出现单向接地故障时，会产生大电流的故障分量，该电流经过接地体时会产生电压降，从而导致变电所不同部位之间产生低电位差。如果相同回路在变电所的不同部位存在多点接地情况，这样就会导致不同接地点电位差在二次电缆屏蔽层中产生大电流。此时借助于电磁耦合作用，可以在二次，电缆线当中感应电流，从而干扰保护装置，还会对设备运行安全性造成影响，引发电缆收回故障。

1.5直流电源干扰

对于直流电源干扰来说，其主要包括以下方面：第一，直流回路误操作所引发的暂态干扰，当电感元件接通或断开电源时，电感会释放大量能量，从而导致线缆两端产生过电压问题，该过电压与电感量，工作电流以及工作电压等参数有关，并且会在二次回路中引发高频干扰电压，从而导致保护装置误动。第二，交流分量窜入直流回路中所导致的干扰影响。交流回路存在交变磁场，会严重干扰信号和直流回路的控制以及弱电回路，进一步破坏系统运行稳定性。

1.6静电放电干扰

设备保护工作现场的静电放电干扰，主要是由于身体与设备外壳、化纤衣物以及工器具等物品接触摩擦产生。

2、抗干扰措施

2.1二次回路抗干扰措施

（1）应用屏蔽电缆连接地网和屏蔽层：通过大量试验能够看出，通过屏蔽电缆将屏蔽层在电缆两端接地时，可以明显降低干扰电压，抗干扰效果显著。在应用屏蔽线缆进行抗干扰处理时，需要考虑到接地方式、制作工艺以及材料等问题。然而需要注意的是，在处理期间不能应用备用芯两头同时接地处理。由于开关场不同部位的地点位差异显著，如果使用备用芯两头同时接地方式，将会导致电流通过，从而导致工作线芯感应电势。

（2）建立等电位面：将等电位接地母线设置在二次电缆室内和控制室保护屏柜下，通过多股软线能够确保首尾链接为环网，使等电位平台上同时配置自动装置和微机保护装置。在电力设备运行过程中，为了避免地电位差干扰二次回路和设备，通过多股导线连接该等电位和变电所，以此消除干扰信号;

（3）电流互感器、电压互感器二次回路一点接地：为了确保电力人员与设备的安全，必须不断加强抗干扰能力。二次电流与电压回路存在一个接地点，避免由于互感器一次线圈、二次线圈的分布电容，二次回路对地电容所致一次高压进入到二次回路中，需要在配电装置附近接地位置配置电流互感器的二次回路，将电流互感器组合在一起，形成完整的保护装置。同时，在保护屏经端子排接地。电压互感器二次回路接地点必须设置在控制室内。

（4）二次回路布线：按照继电保护技术的相关要求，在布设二次回路时必须遵循以下原则：第一，交流回路、直流回路;强电回路、弱电回路不能混合使用同一根电缆，必须分开设置;避免产生相互干扰影响。第二，二次电缆、一次电缆分开设置。二次电缆敷设区域应当远离避雷器、变压器中性点、高压母线、避雷器等设施，也不能平行于高压线缆。

2.2继电保护与自动装置抗干扰措施

（1）保护装置箱体接地：为了降低电磁干扰，需要采用保护装置箱体接地处理。当装置外壳接地良好时，能够对外部干扰影响产生抑制效果，还能够避免微电子设备干扰邻近设备。若设备外壳存在接触不良問题时，将会导致设备内部产生干扰，引发装置功能紊乱问题，无法正常运行。

（2）经抗干扰电容接地：将抗干扰电容设置在二次回路保护装置中，能够起到显著的屏蔽效果，还能够对静电耦合所致干扰起到抑制作用。通过应用抗干扰电容，既可以降低静电感应干扰，还能够有效抑制二次回路高频干扰与无线电干扰。将干扰处理措施引入到装置内部后，必须与直流操作回路导线、高频输出输入导线保持安全距离。

3、结束语

综上所述，由于电力系统开始广泛应用微电子技术，因此导致二次设备抗干扰问题加剧。为了降低干扰影响，必须深入分析自动装置和继电保护装置的性能特点。由于二次设备抗干扰技术比较复杂，此次研究所提出的方法比较单一，在实际控制管理工作中，还需要全面控制电磁干扰影响，以此确保电力系统运行安全与稳定。

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