基于变电站继电保护的抗干扰能力分析

陆学兵

摘要：在新时代下，国家经济建设取得了可观的成果，尤其是在电力需求量剧增的同时，电网的覆盖率越来越大。在此情况下，变电站的建设也在不断的进行，数量、规模都在扩大。在变电站中，主要以自动化设备和继电保护装置为主，所以对于稳定性有着极高的要求。但是，从实际情况上来看，由于变电站处于特殊环境下，接触到的干扰因素较多，非常容易出现故障或者异常情况。因此，若想提升自动化设备和继电保护装置的可靠性，就必须强化变电站继电保护的抗干扰能力。

关键词：变电站;继电保护;抗干扰

在当下，我国的电力事业正处于蓬勃发展的阶段，在变电站的建设上，对于自动化设备和继电保护装置，实现了进一步的优化和改进，功能越来越强大。在变电站中，其抗干扰能力主要是通过继电保护装置来实现的，这对于电力系统的平稳运行，有着直接的影响[1]。因此，针对这些干扰因素，必须制定合理的解决方案，提升变电站继电保护的抗干扰能力。对此，本文基于变电站继电保护的抗干扰能力进行了探究。

一、变电站继电保护概述

（一）变电站继电保护概念

从电力系统运行的角度上看，若是系统出现故障或者异常情况，继电保护装置则会自动进行分析和判断，以及做出反应，清除故障，亦或者对故障进行隔离。

（二）变电站继电保护作用

首先，保证电力系统的正常运行。在电力系统运行的过程中，特别是在出现问题后，继电保护装置能够及时地做出反应，对故障进行自动的识别和判断，排除故障，或者将异常情况分隔出来，确保电力系统能够处于正常的运行状态[2]。

其次，降低故障带来的不利影响。在变电站中，若是出现故障或者异常情况，继电保护装置就会立刻做出反应，自动发出警报信号，工作人员就能及时发现故障，并排除故障。特别是电力系统非常地庞大，还具有关联性极强的特点，如果某个部分出现问题，则可能会对整个电力系统的运行造成影响。继电保护系统就是用来解决这个问题的，降低故障带来的不利影响。

二、干扰源类型

（一）接地故障

在电力系统运行的过程中，特别是在变电站内部中，如果出现单相（多相）接地故障，那么故障电流就会沿着“变压器中性点位置—地网—架空线”这个路线，流回故障点[3]。但这并不是重点，重点是在故障电流进入地网后，各电网之间就会产生较高的电位差，即50Hz的工频干扰。此时，就会对高频的保护造成干扰，导致电力系统运行不畅，影响供电工作的正常运行。

（二）电感耦合

在变电站中，对于隔离开关，若是操作不规范，就会产生高频电流，而在这个高频电流过高压母线时，在母线的周围，就会产生一个强大的磁场。在这种情况下，一部分的磁通，就会对二次电缆进行包围，最终形成一个包围作用。此时的二次回路中，会明显的受到对地电流的干扰，最终传递到继电保护装置，影响其保护作用的发挥。

（三）断路器导致的故障

该种故障是指直流回路中的电感圈，出现了意外断开的情况，其较宽频谱的干扰波出现了变化。此时，如果出现严重的异常情况，干扰波可能会达到50Hz。此时，在通信设备的使用中，引起高频电磁波，对通信设备进行电磁干扰，最终影响通信的正常进行，这种情况在人们的日常生活中时有发生。

（四）雷电干扰

雷电干扰这种干扰源，常出现于雨季。由于变电站本身就处于强电环境下，若是进入雨季，这种雷电干扰的概率也会增大。若是户外架构或者线路遭遇雷击时，在变电站周围会形成一个较大的电流，并施加给地网，在二次电缆屏蔽接收到不同的接地点时，屏蔽层就会形成一个瞬态电流，对二次电缆产生干扰，并通过测量设备传至二次回路，对原有的继电保护进行干扰。

三、变电站继电保护的抗干扰能力分析

（一）对继电保护设备进行等电位面建设

在电力系统运行正常的情况下，为了实现继电保护装置微控系统的可靠性，则需要将内联网的中心计算机、各套微机的保护与控制装置等，处于同一电位面。在继电保护设备中，为了避免地网电位差的窜入，则需要联系控制室的地网，使其与等电位面连接，才能够保证二者的电位面保持一致。对于其他保护设备，其各组件内外部的接地点，必须使用专用连线，并通过专用的接地网，与为空时的接地线进行连接。在这种情况下，就可以有效地实现微控系统与接地面处于同一个等电位面，减少电位差对二次设备的影响。

（二）对一次设备的接地电阻进行降低处理

在变电站建设的过程中，降低一次设备的接地电阻，则能够有效地减少电磁干扰。所以，在选择继电保护装置时，如避雷针、电压互感器等，要尽量降低一次设备的接地电阻，减少电阻带来的不利影响。另外，针对高频电流引起的电位差，需要从强化接地网的抗阻能力出发，实现变电站内部电位差的降低，有效地减少其带来的消极影響。

（三）合理地进行接地处理

从电力系统的运行情况上看，位于变电站内部的接地网络，特别是两接地点，具有的电位差，通常是不会保持一致相等的，而且这个电差，还会随着电流强度的变化，产生变化。此时必须进行接地处理，才能够保证不受干扰。所以要合理地进行接地处理。在进行接地作业时，就要充分地考虑到保护屏接地铜排的问题，针对其对继电保护设备造成的影响，制定合理的解决方案。对于高频电缆两端，如果想实现同时作业，则需要满足两个条件：第一，对于开关作业，需要使用分支铜导线，将高频电缆屏蔽层与滤波器，在二次设备上进行连接，此时使用的连接线，必须是10mm2以上的绝缘导线，才能够实现其接地功能;第二，对于微控制的作业，需要使用多股规格为1.5～2.5mm2的绞铜线，对高频同轴电缆的屏蔽层和保护屏的接地铜牌进行直接连接。在这个过程中，特别需要注意的是，必须注意不能忽视保护屏接地铜排的问题，避免对变电站的继电保护设备造成不良影响。

（四）分隔处理波滤器的一次线圈与二次线圈

在电力系统运行的过程中，针对雷电干扰、电感耦合这些故障时，则需要将连接滤波器的一次线圈，与连接滤波器的二次线圈，进行分开处理，最好保证二次接地点与一次接地点之间的距离，保持在3～5m之间。由于雷击或者开关操作不当，也会产生高频电流，当这个高频电流通过电容，进入地网后，此时会产生高频电压，干扰继电保护装置的正常运行。另外，当该高频电流通过电容器的接地点时，此时会产生较高的地电位，导致地电位快速的进行衰减。因此，对二次回路接地点与此接地点的距离，进行扩大，就可以有效地实现降低电位差的目的，避免产生干扰影响。

结束语

在今时今日，我国电网的建设日趋完善，对于继电保护设备的应用越来越广泛。在应用继电保护器装置时，大部分电力企业一般会选择大规模的集成电路，借此来提升继电保护器设备的智能性、高效性。然而，这些设备非常容易受到干扰，因此对于变电站的建设，必须对其内部的自动化设备和继电保护装置进行改进，全面提升继电保护系统的抗干扰能力，实现电力系统的稳定运行。

参考文献：

[1]张向敏.高压变电站继电保护抗干扰技术[J].电子技术与软件工程，2019（07）：218.

[2]曹露.220 kV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.

[3]张敏.浅谈微机继电保护的优点及抗干扰措施[J].中国设备工程，2018（16）：177-178.

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