孫 磊（華電國際萊城發(fā)電廠,山東 萊蕪 271113）

?

變電站二次回路抗干擾分析

孫 磊
（華電國際萊城發(fā)電廠,山東 萊蕪 271113）

摘 要：變電站二次回路一般選擇用微機(jī)保護(hù)措施，雖然與其他保護(hù)方法相比具有更高的效率，但是卻更容易受電磁干擾，因此必須要結(jié)合其運(yùn)行特點(diǎn)，來做好抗干擾分析。本文對變電站二次回路抗干擾措施進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：變電站；二次回路；抗干擾

微機(jī)保護(hù)是變電站二次回路常用保護(hù)措施，在自檢以及計(jì)算機(jī)通訊等方面具有更大優(yōu)勢，但是其在運(yùn)行過程中也更容易受電磁干擾。以提高變電站運(yùn)行可靠性為目的，需要制定有效的抗干擾方案，選擇可靠措施來降低對二次回路的電磁干擾作用[1]。

1 變電站二次回路電磁干擾途徑分析

（1）電場耦合干擾。對于電廠耦合干擾方式來說，其所產(chǎn)生的干擾信號(hào)主要是由近距離電場經(jīng)過耦合電容將其作用于二次回路中產(chǎn)生，如圖1所示。U1表示干擾源電壓，Z1表示二次回路與干擾源間耦合阻抗，U2表示二次回路產(chǎn)生的干擾電源，Z2表示二次回路對地阻抗，可得公式：U2=（Z2/Z1+Z2）U1。干擾電壓一般是因?yàn)槔讚?、一次設(shè)備與二次設(shè)備靜電耦合以及開關(guān)誤操作等導(dǎo)致，然后通過公式便可以計(jì)算得知二次回路所產(chǎn)生的電壓。

（2）公共阻抗耦合干擾。在輸電系統(tǒng)中，大電流接地時(shí)會(huì)出現(xiàn)單相接地短路問題，便會(huì)從接地網(wǎng)中流過故障電流，進(jìn)而產(chǎn)生電壓降，造成變電站內(nèi)部出現(xiàn)電位差情況，影響電氣設(shè)備正常運(yùn)行。另外，對于同回路不同地點(diǎn)，受不同位置電位差影響，電流會(huì)逐漸相互連接成為統(tǒng)一電流。同時(shí)地電位差也會(huì)利用電纜以及多點(diǎn)接地電纜而產(chǎn)生屏蔽電流，造成電纜出現(xiàn)運(yùn)行干擾。

（3）感性耦合干擾。變電站運(yùn)行過程中，如果存在較大電流通過電纜、電容時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場，凡是在磁場范圍的二次設(shè)備，均會(huì)受到磁場干擾，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而影響變電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。變電系統(tǒng)中，相鄰兩導(dǎo)線間會(huì)存在一定互感M，切M=Φ21/I1。互感耦合導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生互感電壓，U2=2WmI1，并且該電壓為串聯(lián)電壓。通過計(jì)算公式可以得知，電壓與頻率以及互感量間呈現(xiàn)正比關(guān)系。一旦設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，檢測系統(tǒng)便會(huì)在顯示屏上出現(xiàn)信息提示，如果不能及時(shí)處理，勢必會(huì)對變電系統(tǒng)運(yùn)行效果產(chǎn)生影響。

2 變電站二次回路抗干擾措施分析

2.1 一般二次回路

（1）電纜敷設(shè)。在敷設(shè)電纜時(shí)，要求交直流不能用一條電纜，而需要分別單獨(dú)設(shè)置電纜。嚴(yán)禁出現(xiàn)共用電纜的情況，避免交直流之間產(chǎn)生干擾，對直流回路絕緣電阻產(chǎn)生不良影響。并且如果交直流之間出現(xiàn)短路情況，一定會(huì)造成直流接地故障，進(jìn)而會(huì)對兩個(gè)系統(tǒng)均產(chǎn)生不良影響。另外，電壓互感器二次回路分別引至PT并列屏，且不得共用N線，利用PT并列屏分別單獨(dú)回路向各控制、保護(hù)屏引[2]。同時(shí)，電纜的敷設(shè)需要充分利用自然屏障物所具有的優(yōu)勢，對于保護(hù)用電纜來說，在敷設(shè)時(shí)要盡量遠(yuǎn)離高壓母線與高頻暫態(tài)電流入地點(diǎn)。

（2）電纜選擇。強(qiáng)弱電回路不能選擇用同一根電纜，并要選擇不同電纜溝敷設(shè)，對于部分特殊情況，可以將電纜穿管或者鋁合金槽盒方式進(jìn)行敷設(shè)。另外，變電站內(nèi)所有二次回路電纜均需要用阻燃帶屏蔽電纜，設(shè)置要保證電纜屏蔽層兩端接地?？梢詫﹄娎|兩端屏蔽層做纏繞銅線處理，并要旋緊上錫固定連接在銅排上。采用兩端接地的屏蔽電纜，可將暫態(tài)感應(yīng)電壓抑制為原值的10%以下。相距數(shù)百米乃至千余米的變電站與通信站之間采用屏蔽電纜連接。為了抗干擾，屏蔽電纜層必須兩端接地，為此推薦以2×100mm2粗銅線將兩側(cè)接地網(wǎng)聯(lián)通，然后實(shí)現(xiàn)屏蔽兩端接地。否則電纜屏蔽層有可能燒毀。

2.2 微機(jī)保護(hù)二次回路

（1）屏蔽。屏蔽能有效地通過空間傳播的電磁干擾。對變電站的二次設(shè)備而言，特別是微機(jī)型的保護(hù)裝置，對干擾信號(hào)比以前的保護(hù)裝置更敏感，因此需要更完善的抗干擾屏蔽措施。屏蔽按其機(jī)理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。選擇導(dǎo)電性能良好金屬來構(gòu)成封閉殼體，達(dá)到衰減與隔離干擾的目的，如常見微機(jī)保護(hù)殼體，實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換器、核心數(shù)字部件的封閉抗干擾處理。

（2）隔離。為避免共模干擾，保護(hù)裝置內(nèi)與外界連接線路，經(jīng)過光電隔離與隔離變壓器隔離后在進(jìn)入到裝置內(nèi)部。其中，光電隔離主要是利用光電耦合器來對外部開關(guān)量信號(hào)、開關(guān)量輸出以及內(nèi)部電氣回路進(jìn)行隔離，降低干擾源的影響。

（3）接地。做好變電站二次回路接地分析，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的接地方法來降低電磁干擾。主要分為裝置外殼接地與設(shè)備裝置內(nèi)部接地兩部分，對于微機(jī)保護(hù)的二次回路，信號(hào)接地需要通過對裝置內(nèi)兩點(diǎn)接地方法，為內(nèi)部電路提供電位基準(zhǔn)，最大程度上來降低共模干擾與外磁場干擾[3]。另外，反措要求電流互感器二次回路必須有且只能有一點(diǎn)接地。一般在端子箱經(jīng)端子排接地。但對于有幾組電流互感器連在一起的保護(hù)裝置，如母差保護(hù)、各種雙斷路器主接線的保護(hù)等，則應(yīng)在保護(hù)屏上經(jīng)端子排接地。電壓互感器二次回路只允許有一點(diǎn)接地，接地點(diǎn)宜在控制室內(nèi)。獨(dú)立的、與其他互感器無電聯(lián)系的電壓互感器也可在開關(guān)場實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地。為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關(guān)或者熔斷器。已在控制室一點(diǎn)接地的電壓互感器組，必要時(shí)可在開關(guān)場將二次繞組的中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙或氧化鋅閥片接地。應(yīng)經(jīng)常檢查維護(hù)，防止出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況。來自電壓互感器二次的4根開關(guān)場引出線中的零線和電壓互感器三次的2根開關(guān)場線出線中的中性線必須分開，不得共用。

3 結(jié)束語

變電站二次回路一旦受到干擾，勢必會(huì)對變電系統(tǒng)運(yùn)行效果產(chǎn)生影響，為提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，需要了解并掌握不同干擾源產(chǎn)生原因與特點(diǎn)，并結(jié)合二次回路特點(diǎn)，從不同角度出發(fā)，選擇措施進(jìn)行優(yōu)化，最大程度上來提高其運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯磊.變電站二次回路抗干擾問題研究[D].山東大學(xué),2009.

[2]嚴(yán)鋒.變電站二次回路抗干擾問題的探討[J].電氣應(yīng)用,2007(04):34-37.

[3]丁銳.數(shù)字化變電站二次回路抗干擾措施探析[J].機(jī)電信息,2010(24):75+86.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.155