110kV变电站弱电系统抗干扰研究设计要点浅析

雒永锋

摘 要：在人们的日常生活水平不断提升过程中，电力资源起到十分重要的作用。变电站是电力资源系统最关键的组成部分之一。在变电站日常工作过程中，经常会受到多重因素的干扰，其将会生成瞬时的干扰电压，同时经由静电耦合与电磁耦合直接进入变电站二次回路，极易损害控制系统及继电保护装置。鉴于此，本文对110kV变电站弱电系统抗干扰研究设计要点进行分析，以供参考。

关键词：变电站;防干扰;措施;设计

随着科技的发展，物联网在电力系统中的应用，变电站将会更加自动化、智能化和信息化，届时变电站内会装设有更多的微机保护装置和信息技术设备，因此变电站内做弱电系统的防干扰意义重大。

1 弱电系统的构成

110kV变电站所有的高压进、馈线回路均配置断路器来开断线路，断路器采用微机保护装置进行自动控制，因此站内装设有大量的微机保护装置;为了便于站内通讯以及变电站与电网系统、后期的变电站进行通讯，又需要装设大量的信息通讯设备;变电站内计算机监控系统之间的通讯绝大多数是通过电缆来传递弱电信号，该弱电信号电压约为十几伏或几伏、电流信号为几安培，例如微机保护装置中各门电路的逻辑“1”和“0”电平差仅2V。这些微机保护设备、通讯设备、通讯线缆对电磁干扰都是非常敏感的，但110kV施工变电站既有110kV、10kV高压系统，还有1k的低压系统，电磁干扰无法避免，因此变电站在设计建造安装过程时，就必须提前做好防范措施。

2 点云数据滤波原理及抗电磁干扰系统的软件实现流程

变电站弱电系统工作时点云数据的滤波模块向磁场中发射激光束，形成密集的空间离散激光点云数据集合，这些点云数据集合可以覆盖到整个变电站弱电系统的范围内破坏各种电磁干扰信号波，以达到空间滤波的作用。点云滤波是空间范围内的点云数据集合形成了一个密集的点云网络，点云数据的空间网络结构，如图1所示。

变电站弱电系统的电磁干扰来自于多个方向，自适应阵列可以根据电磁干扰的方向选择粒子的排列方向，以最大限度的破坏电磁干扰的程度。外界电磁干扰的方向固定，而内部弱电设备之间或强电与弱电设备之间的电磁干扰方向是不固定的，此时基于空间点云数据的自适应阵列可以调整天线的方向，以提高数字信号滤波的效果，由于点云数据集合都是以激光束的方式获取，自适应阵列也采用自适应波束控制的方式，以降低输出信号的功率，降低内部设备之间的电磁干扰程度。

3 干扰信号的分类

3.1 根据干扰信号频率，可分为高频干扰以及低频干扰。①高频干扰：具备比低频干扰更高的无线电信号以及振荡，还包含了如雷电冲击波等拥有丰富频谱含量的快速瞬变干扰。②低频干扰：包含工频、工频谐波与频率为上千赫兹的振荡。

3.2 根据发源地，可分为外部干扰以及内部干扰。

3.3 根据信号源组成等值电路或者形态，可分为差模干扰以及共模干扰。①差模干扰：发生于回路两线间的一种干扰，其传递的途径和有用信号传递途径是相同的。②共模干扰：发生于接地点和回路中一点间的干扰。

3.4 根据干扰信号所造成的差异性后果，可分为造成断路器或者保护动作异常的干扰以及引发元器件或者设备损坏的干扰。在通常情况下，差模信号或者低频容易引发保护装置出现不正确的动作;而共模干扰或者高频容易将元器件损坏。

4 防干扰措施

4.1 建立完善的质量管理体系

构建质量管理机构，将责任落实到位，确保每位施工人员都能肩负起自身应该担负的義务，不断完善物资检验制度，强化原材料的质量监督，明确检验标准及技术要求。再次，在施工之前要召开质量会议，要求分包商负责人、管理人及施工班组长积极参与，确保施工工序能够达到验收标准，质检员确认签字后方可开始后续工作，如果质检员并未确认签字，项目负责人可拒绝验收，以此从源头上杜绝质量问题的出现，还要落实好工程验收工作，对发现的问题及时整改。

4.2 科学管理压板定值

开展压板定值管控工作，能够结合110kV智能变电站实际运行状况，运用智能化的管理方式，科学合理的设定压板定值，进而保证压板安全[2]，实现其高效平稳运行的目标。110kV智能变电站在实际运行过程中，禁止使用处于维护阶段的设备，而是要使用功效准确、具有科学定值的设备，只有处于合格状态下的设备才可以进行使用。

4.3 提升智能变电站操作人员的专业技能

在我国网络信息技术与科学技术不断发展的共同作用下，110kV智能变电站也在向智能化、信息化以及科学化的方向进行转变[3]，在110kV智能变电站实际运行过程中，会运用到很多种不同的科学技术，如果想要全面提升110kV智能变电站运行的安全性，其维护人员以及操作人员就要充分发挥自身工作职责，不断提升自身的专业技能，进而使110kV智能变电站的实际运行状况满足我国科学技术发展的趋势。

4.4 防雷电流电磁干扰

电站配电楼采用柱内钢筋作为防雷引下线，当屋顶的避雷带遭到雷击时，柱内钢筋将瞬间流过数千安培的雷电冲击电流，并在其周围产生很强的电磁场，敷设在引下线周围的电缆会在该强电磁场的作用下感应出涌流。因此，和微机保护装置、信息设备相连的电缆在敷设时应尽可能远离防雷引下线，避免电磁场和电缆内的涌流对设备造成干扰或烧坏设备。

4.5 电缆选择

对强弱电的回路而言，往往不应该选择同沟敷设电缆，而是需要选用不同的电缆沟进行敷设;如果存在殊状况，电缆可采用铝合金槽盒或者穿管等方式进行敷设。除此之外，变电站中全部二次回路都应使用阻燃带铠屏蔽电缆，屏蔽层在配电室或控制室同时接地，严禁采用电缆备用芯两端接地的方法作为抗干扰措施。相应设置应当确保电缆的屏蔽层两端保持接地。在此过程中，可以用缠绕铜线的方式处理电缆两端的屏蔽层，同时旋紧上锡，并将其固定、连接于铜排。借助两端接地屏蔽电缆，能把暂态的感应电压压制到低于原值10%。可以在相距几百乃至千余米变电站、通信站间连接屏蔽电缆。

5 结语

变电站中的弱电设备运行环境十分复杂，为此提出一种基于点云数据的变电站弱电设备抗干扰系统设计，能够发挥出点云数据在空间滤波和去噪方面的优势，降低电磁环境下对变电站弱电设备产生的干扰和不利影响。

参考文献：

[1]曹露.220kV及以上变电站继电保护抗干扰研究[J].设备管理与维修，2018（23）：110-111..