220k V及以上变电站继电保护抗干扰措施

杨 锦

（云南电网有限责任公司楚雄供电局）

0 引言

随着时代的发展，人们的衣食住行都离不开电，电的应用越来越广泛，对电的依赖程度也越来越高，电的应用不但可以满足人民生活的需要，而且还可以促进社会的发展，所以电的应用与社会的发展是相辅相成的。随着社会和经济的发展，很多变电站已经建成并投入运营，其中都安装了继电保护装置，以确保变电站的安全、稳定运行。为保证电力系统的安全、稳定运行，应采取相应的技术措施。

1 变电站继电保护的含义及意义

如果电力系统发生一些问题，影响电网的正常运转，或者由于一些原因，引起系统的异常反应，从而找到问题的根源，并且在遇到故障的时候，作出相应的应对，这就是变电站的继电保护。根据电网的实际运行状况，变电站的继电保护装置可以对其进行准确、及时的判别。当电网发生故障或异常时，它可以迅速地做出响应，以保证整个电网的正常运行，避免故障或异常妨碍电网安全、可靠地工作。同时，当发生故障或异常时，可以通过继电保护装置的报警信息，及时发现故障，并能在不影响电网整体运行的情况下，对故障进行预测和处理。电力系统最大的特点是系统规模大，相互之间的联系也很紧密，如果一个零件出问题，那么整个电网都会出现故障。正是由于这种缺点，才会有继电保护的出现，能够将故障部件及时处理或者临时的隔离，这样才能最大程度地保障电网的安全，降低危险。

2 220k V及以上变电站继电保护抗干扰的必要性

220kV及以上变电站的继电保护系统长期处于复杂的电磁环境中，在正常、非正常情况下，都会受到强烈的电磁干扰。220kV及以上变电站通过感应、传输等方式，将主回路的强烈EMI和二次回路的电磁干扰信号输入到系统的元器件中。然而，当电磁干扰等级超出设备本身的抗干扰等级和性能时，就会使继电器无法正常工作，从而造成整个系统的失效。同时，由于各种电磁干扰，在自动继电保护装置中，会产生大量的垃圾信息，从而影响到操作人员的监控和操作。因此，提高220kV及以上变电站的各类设备的抗干扰性能，是确保其正常工作、提高其工作可靠性的关键。

3 220k V及以上变电站受到的干扰类型

3.1 雷电导致的干扰

在220kV及以上变电站的工作中，由于变电站本身具有较高的电荷，因此，在夏天雷暴多发的季节，将会对变电站造成影响。如果变电站没有做好避雷工作，就会出现雷击。因为变电站本身携带的电荷，会和雷电的电荷产生一定的反应，在这种情况下，变电站的电荷会对电网造成一定的伤害，这些电流会通过电网进入电网，让电线的屏蔽层产生瞬间的高频电流，增加二次设备的干扰，在电线中乱窜，影响继电保护装置的正常工作，甚至会导致继电保护装置的损坏，对整个电网的工作造成损害。现在220kV及以上变电站最大的干扰是由雷电造成，由于雷电本身就具有很强的电荷和电磁力，因此在山区雷电频繁的地区，为了避免雷电的袭击，必须要做好相应的防护措施。

3.2 接地故障导致的干扰

由于变电站内的设备在正常工作时，会产生大量的电力，同时也会对设备的工作造成一定的影响。但目前还存在着一些变电站的接地故障，大量的设备在接地时发生故障，导致故障电流从变压器的中心穿过，并通过基站网的传输，将其送至故障点，导致地网的电位差较大，从而影响到设备的正常工作。

在某些特定的情况下，由于断路器的开闭，可能会出现电弧闪络现象，在此过程中，会伴随着高频率的电流，进而形成强大的电场和磁场。同时，在磁场中的二次电缆也会被损坏，从而干扰二次设备的电压，影响二次设备的正常工作。

3.3 断电器故障导致的干扰

在变电站的供电工作中，为了确保电网的安全、可靠，一般都要在电网中加装断路器，以避免电网中的电流、电压异常，从而确保电网的安全。在装置的运转中，如果直流控制电路中的感应线圈发生故障，那么在继电器的保护系统中，就会产生一种频率较宽的干扰电磁波，这种干扰电磁波在设备的正常工作时，一定会对继电器的工作产生一定的影响。另外，在使用过程中，如果工人操作不当，与设备的外壳发生摩擦，可能会引起火花，而工作人员随身携带的电子通讯装置，也会释放电磁波，而功率越大的仪器，所释放出来的电磁波就会越大，从而对继电器的工作造成一定的影响。

3.4 电感耦合和静电放电干扰

电感耦合导致的干扰是指在某些特定的情况下，由于断路器的开闭，可能会出现电弧闪络现象，在此过程中，会伴随着高频率的电流，进而形成强大的电场和磁场。同时，在磁场中的二次电缆也会被损坏，从而干扰二次设备的电压，影响二次设备的正常工作。关于静电放电的干扰是指220kV及以上变电站中的电器，在正常放置或使用时，往往需要在设备附近保持干燥，以避免电器受到外界物质的污染，但在极端干燥的环境下，工作人员在工作和行走时，衣服会发生静电，严重时会发生强烈的放电，从而影响电厂的设备。

4 电磁干扰传播方式

220kV以上变电站在运行中，受干扰的二次回路和干扰源会以多种方式相互连通，从而导致EMI的扩散。第一是辐射干扰，辐射干扰主要有高压开关磁场和对讲机辐射干扰，其中高压开关电场是主要的。220kV以上的变电站，将继电保护与控制装置直接与高电压开关场连接，极大地增加高电压开关场的干扰强度和范围，因此，通常采用屏蔽的方法来达到对设备的保护，焊接一层金属板，并对箱型进行科学设计，这样既能有效地屏蔽干扰，又能防止信号直接传输到信号处理系统。第二是开关场耦合，由于电感耦合、电容耦合等原因，会造成同一电缆芯线位置出现有干扰电流，从而造成电感干扰，影响与终端相连的设备。

5 220kV及以上变电站继电保护抗干扰措施

5.1 降低220kV及以上变电站内的接地电阻

220kV及以上变电站的接地电阻可有效地增强其抗干扰性能，为确保220kV及以上变电站的安全运行，需要大量互感器，如电流互感器、电压互感器、避雷器等，这些互感器在220kV及以上变电站中都是很常见的，所以减少220kV及以上变电站的内部设备的电阻，可以有效减少电流的影响，防止一次设备发生故障。

5.2 设置继电保护装置的电位面

由于电力系统和电力系统的不断发展，220kV及以上变电站的自动化程度越来越高，在电力系统中，一般采用控制网与集中控制系统相连接，从而使其与220kV及以上的电力设备在相同的电势平面上运行。由于其他电气设备的故障，会引起连锁效应，从而引起继电保护系统的失效。因此，有关部门要加大对电网电位的研究，确保220kV及以下变电站的继电保护装置能够正常工作，同时保证继电保护系统的电位与控制计算机的设备之间存在一定的电位差，这就需要有关技术人员的技术水平。一般情况下，相应断面的接地导线都会受到电位差的影响，所以保证控制计算机和接地网络的正确连接也很重要，在与各控制计算机的连接时，要注意把它们的连接子网络连接起来，这样才能起到抗干扰的效果，同时也能隔绝220kV及以上变电站的电磁干扰。

5.3 利用滤波抑制干扰

在220kV及以上变电站中，采用滤波技术对干扰进行抑制，是一种常用的抗干扰手段，通过滤波器，可以屏蔽共模干扰和差模干扰，从而有效地降低干扰。同时，滤波器还具备吸收功能，可以有效地降低220kV及以上变电站的干扰。当干扰信号产生差动时，工作人员可以采用低通滤波器对其进行抑制。

5.4 通过对串联电容的控制极强高频变量器完成耦合的高频通道

在这种技术中，一种合适的电容器是通过一条线路连接起来的，因为目前的高频电缆都是两根电缆连接，所以当高压电网出现故障时，当电力输送到变电站的地网时，很可能会产生两个地方的电势差，导致接收和接收信号的频率参数出现问题，从而导致信号不正常，所以必须要在环路上设置合适的电容，以保证它能有效地隔离工频电流。普通的高频同轴电缆，采用开关场的高频电缆保护层与滤波器相连接，通过绝缘导线连接，并焊接分支导线。在控制室里，一般采用多根铜丝作为电缆的防护层，在此期间，要特别注意，在电缆上要铺设一根直径不低于100mm2的地线，并将其连接到地面，以达到保护目的。

5.5 在二次回路上减轻干扰

220kV及以上变电站在整个电网都会受到电磁干扰的影响，而一次回路的电磁干扰通常很难完全消除，因此为了增强其防护和抗干扰性能，必须减少二次回路的电磁干扰，从而减少整个变电站的电磁干扰。为了减少二次回路的电磁干扰，可以将一次回路和二次回路的耦合断开，采用带有屏蔽层的控制电缆，在运行期间，即使有强大的电磁场，电缆的屏蔽层也能在第一时间感应到电流，消除磁通。

5.6 加强高频通道电缆中的串接电容

在变频器的抗干扰中，必须使用高频变量器直接耦合的高频信道技术，即把滤波器与收发器的高频线缆都不用电容器，把0.047μF的电容器与信道电缆芯回路相连，在变电站内的高压电网构成一道屏障，必须与接地网相连，使电位差形成纵向电压，再经过高频线缆引流回路，使收发器高频变换器饱和，信号中断，产生收信缺口，高频闭锁保护错误动作，因此必须在回路内串联电容来阻止。

6 结束语

总之，随着我国经济的迅速发展和电力系统的建设，电力系统的运行效率要求不断提高。作为电力系统的重要组成部分，为了提高电力系统的高效率运行，需要引入更多的自动化设备和继电保护。但是，在我国电力系统中，继电保护的干扰问题是一个亟待解决的问题，尽管目前已经有很多抗干扰手段，但是业界仍需要进一步研究和探讨更有效的方法，以提高其抗干扰能力，推动我国电力系统的发展。