论文部分内容阅读
摘要：随着我国科学技术不断的发展，电力自动化系统和继电保护设备逐渐在变电中得到广泛应用。但是，因为变电站有强度很大的电力磁场，在这个区域中不仅有大电流及高电压一次设备，还有小电流及小电压二次较弱的设备，一次强电装置能够引起强电磁干扰，这样的干扰会对二次设备的正常运行造成严重的影响，处了这些，二次弱电设备还有可能受到供电系统中的大气干扰、外干扰等。现在我国的电网正处在快速发展的阶段，变电站自动化的程度有了快速的发展，所以大多数变电站为了提高变电站的电力系统安全性能，不断的探索继电保护抗干扰技术。本文分析了对变电站继电保护干扰的干扰源类型，阐述了变电站继电保护设备抗干扰的技术措施。
关键词：变电站；继电保护；抗干扰技术
中图分类号： TM411 文献标识码： A
一、变电站继电保护干扰类型
1.接地故障型
当变电站内部产生了单相或是多相接地故障时，就会使部分故障电流到达变压器中性点的部位，经过地网流至架空地线，回到故障位置，由于强大的故障电流流经接地点到达地网，从而导致地网中的很多点之间产生较高的电势差距，通常称作50Hz的工频干扰，从而造成了高频的保护受到干扰。
2.断路器造成故障
在直流控制回路中，当电感线圈断开时，有很大的可能将会产生一种较宽频谱的电波，对继电保护产生干扰。甚至当有人使用移动电话或是对讲机等通信设备的时候，也会产生高频的电磁场干扰。
3.电感耦合型
在某些情况中，隔离开关动作时产生的雷电电流，会通过高压主线，在其周围形成了磁场。然而二次电缆将会处在某些磁通范围内，从而在二次设备回路中形成电压，造成对地的干扰，严重的时候甚至会传到其它的二次设备的端口上，导致继电保护设备受到干扰。
4.雷电干扰型
变电站本身具有超强的电荷，所以在夏季这样雷雨相对时很容易发生雷击事件，如果雷击恰好击中了户外构架或者是线路，就会使强大的电流流入地网内，倘若二次设备电缆屏蔽层在不同的接地点位置接地，就会因为地网电阻的产生造成电缆屏蔽层在瞬间形成电流，这样更容易导致二次设备的电缆中遭受到干扰电压，而且感应的过电压很有可能经过有关的设备，流入到二次回路中，对变电站的继电保护形成干扰，甚至破坏。
二、变电站继电保护抗干扰的方法
变电站的使用越来越广泛，变电站继电保护抗干扰也成为人们关注的焦点，一般干扰进入到弱电系统是最基本抗干扰的方法。变电站继电保护抗干扰既可以对设备的硬件进行改善，增强弱电系统抗干扰的能力，也可以隔离或是屏蔽干扰传播路径。
1.降低电力系统的一次设备接地电阻
降低电流互感器、电压互感器、避雷器的接地电阻，能够减小在高频电流流入的情况下产生的电位差，还能够构成有低阻抗的特性的接地网，使变电站的内部地電差位下降，这样就能够尽量减少二次回路的设备受到这些接地电阻影响。
2.把高频同轴电缆分别接地到开关场和控制室的两端
如果只把高频同轴电缆在一端接地，在隔离开关进行操作空母线的情况下，就会在另一端形成暂态高电压，也就是可能在收发信机的端子上形成高电压，有可能会中断收发信机正常的工作，严重时会毁坏收发信机的部件。高频同轴电缆接地的方法是：在开关场的接地，高频电缆的屏蔽层在结合滤波器的二次端子上，用一根大于10m2的绝缘导线连通并且引下，将其焊接在分支铜的导线上，这样就完成接地了；在控制室接地，高频电缆的屏蔽层使用1.5m2～2.5m2的多股铜线接于保护屏的接地铜排，完成接地。需要注意的是，不要误认为收发信机机壳能够可靠接地，只要把高频电缆的屏蔽层与收发信机的接地端子相接就可以，而没有直接把它接到保护屏的接地铜排上，但这只是一点接地。要想进一步的降低开关场及控制室两端接地点间地电位差以及电流流经高频电缆屏蔽层产生的电压降，我们应该在紧靠电缆的地方敷设截面面积不小于100m2的接地铜排，铜排在控制室的电缆层处和地网相接，并且延伸到与保护屏电位面相连，在开关场距离结合滤波器的接地点3m～5m处和地网相连，并且延伸到结合滤波器高频电缆的引出端口。
3.构造继电保护装置等电位面
当微机的保护装置集中到主控制室时，为了能够实现可靠的通信，应该把连网中央计算机、各套微机保护、其他微机控制装置一起置于相同的得等电位平台上，保证这个等电位面和控制室的地网仅有一点的联系，这样的等电位面电位能够随着地网电位的变化而浮动，而且也避免控制室的地网地电位差窜进等电位面，这样就保持了连网的微机设备的地相互之间无电位差。各个微机设备上都应该有专用的有一定截面积接地线连接到等电位面上，微机设备上面各组件的内外部接地和零点位都应该由专用的连线连接到专用的接地线上，专用的接地线应接到保护盘专用的接地端子，接地端子应以适当的截面铜线接到专用的接地网上，这样就产生了等电位面的网，有助于屏蔽干扰。
构造等电位面的方法有两种：一是将微机保护盘的底部已经有的接地铜排焊接连接，还要在尽头用专用的100m2铜排连接，形成铜网络，这个网络和由电缆沟引过来的粗铜导线连接。借助粗铜导线对于控制室接地点形成要求对地网唯一的一点接地。还有一种方法是在保护盘底部构造一个专用铜网络，各个保护盘专用的接地端子经过一定的截面铜线连接到铜网络。
4.把结合滤波器一、二线圈接地连接断开
把结合滤波器一、二线圈接地连接断开，而且让二次的接地点距离一次接地点3m～5m，是防自然雷电、开关操作等引起干扰的有效措施。隔离雷击形成的高频电流或是开关形成的高频电流，容易经过高频通道高压耦合电容器而流入地，从而产生较高的高频电压，可以通过层间电容以及一、二线圈之间的接地连线断开，该高频电压将会对于继电保护装置形成干扰。在高频电流通过耦合电容器的接地点入地时，将会在接地点处形成极高的地电位，但是地网对于高频来言是高阻抗，使高频地电位较快的衰减，所以为减少二次回路的接地点和控制室二次设备之间的地电位差，二次回路的接地点应该与一次接地点有一定的距离，这样就能减少电缆屏蔽层通过的高频电流，减少对芯线的干扰。
需要注意的是使用这种措施不是只要本相的一、二次回路接地点保持3m～5m就可以了，或者认为把L1相结合滤波器二次接地到L2相一次地，L2相结合的滤波器二次地接到L1一次地，这样L2相一次接地点干扰电压也会窜入L1相的二次电缆屏蔽层。正确的方法应该是将二次地和所有相的一次接地都要保持3m～5m距离。
5.将高频电缆中串接电容
对于一些采用高频变量器耦合的高频的通道，在通道的电缆芯的回路中，串接一个约0.047uF的电容器。因为高频电缆层是两端接地，在高压电网发生故障的情况下，在接地电流流经变电站的地网时，在这两接地点之间的工频地电位差，会形成纵向的电压引入到高频电缆回路中，可能会造成收发信机的高频变量器饱和，导致发信中断，产生100Hz频率的收信缺口，造成高频闭锁保护的误动，所以应该在这个回路中串接一个电容，阻断其中的工频电流。
需要注意的是，如果收发信机和结合滤波器之间有着差接网络或是分频器，该电容的连接方式应该如下：如果差接网络或是分频器在控制室电缆层安装，该电容应串接到高频电缆与结合滤波器的低压侧之间结合滤波器内；如果差接网络或是分频器在结合滤波器旁安装，该电容器应该串接到分频器或差接网络的收发信机侧或是高频保护电缆侧。
三、总结
以上分析了高压变电站继电保护干扰的类型，并提出了切实可行的措施，但是仍有不足，还需在实践中不断改进。
参考文献
[1]臧立岩，吴志明.微机继电保护的优点及抗干扰措施[J].中国科技信息，2009（09）.
[2]王瑞红.谈变配电站微机自动化保护装置抗干扰措施[J].黑龙江科技信息，2007（05）.
[3]赵波.微机型继电保护装置的抗干扰措施[J].电力安全技术，2003（05）.
[4]王伟，林蕾，粟福珩.变电站综合自动化设备电磁干扰问题及抗干扰试验[J].现代电力，1999（02）.
关键词：变电站；继电保护；抗干扰技术
中图分类号： TM411 文献标识码： A
一、变电站继电保护干扰类型
1.接地故障型
当变电站内部产生了单相或是多相接地故障时，就会使部分故障电流到达变压器中性点的部位，经过地网流至架空地线，回到故障位置，由于强大的故障电流流经接地点到达地网，从而导致地网中的很多点之间产生较高的电势差距，通常称作50Hz的工频干扰，从而造成了高频的保护受到干扰。
2.断路器造成故障
在直流控制回路中，当电感线圈断开时，有很大的可能将会产生一种较宽频谱的电波，对继电保护产生干扰。甚至当有人使用移动电话或是对讲机等通信设备的时候，也会产生高频的电磁场干扰。
3.电感耦合型
在某些情况中，隔离开关动作时产生的雷电电流，会通过高压主线，在其周围形成了磁场。然而二次电缆将会处在某些磁通范围内，从而在二次设备回路中形成电压，造成对地的干扰，严重的时候甚至会传到其它的二次设备的端口上，导致继电保护设备受到干扰。
4.雷电干扰型
变电站本身具有超强的电荷，所以在夏季这样雷雨相对时很容易发生雷击事件，如果雷击恰好击中了户外构架或者是线路，就会使强大的电流流入地网内，倘若二次设备电缆屏蔽层在不同的接地点位置接地，就会因为地网电阻的产生造成电缆屏蔽层在瞬间形成电流，这样更容易导致二次设备的电缆中遭受到干扰电压，而且感应的过电压很有可能经过有关的设备，流入到二次回路中，对变电站的继电保护形成干扰，甚至破坏。
二、变电站继电保护抗干扰的方法
变电站的使用越来越广泛，变电站继电保护抗干扰也成为人们关注的焦点，一般干扰进入到弱电系统是最基本抗干扰的方法。变电站继电保护抗干扰既可以对设备的硬件进行改善，增强弱电系统抗干扰的能力，也可以隔离或是屏蔽干扰传播路径。
1.降低电力系统的一次设备接地电阻
降低电流互感器、电压互感器、避雷器的接地电阻，能够减小在高频电流流入的情况下产生的电位差，还能够构成有低阻抗的特性的接地网，使变电站的内部地電差位下降，这样就能够尽量减少二次回路的设备受到这些接地电阻影响。
2.把高频同轴电缆分别接地到开关场和控制室的两端
如果只把高频同轴电缆在一端接地，在隔离开关进行操作空母线的情况下，就会在另一端形成暂态高电压，也就是可能在收发信机的端子上形成高电压，有可能会中断收发信机正常的工作，严重时会毁坏收发信机的部件。高频同轴电缆接地的方法是：在开关场的接地，高频电缆的屏蔽层在结合滤波器的二次端子上，用一根大于10m2的绝缘导线连通并且引下，将其焊接在分支铜的导线上，这样就完成接地了；在控制室接地，高频电缆的屏蔽层使用1.5m2～2.5m2的多股铜线接于保护屏的接地铜排，完成接地。需要注意的是，不要误认为收发信机机壳能够可靠接地，只要把高频电缆的屏蔽层与收发信机的接地端子相接就可以，而没有直接把它接到保护屏的接地铜排上，但这只是一点接地。要想进一步的降低开关场及控制室两端接地点间地电位差以及电流流经高频电缆屏蔽层产生的电压降，我们应该在紧靠电缆的地方敷设截面面积不小于100m2的接地铜排，铜排在控制室的电缆层处和地网相接，并且延伸到与保护屏电位面相连，在开关场距离结合滤波器的接地点3m～5m处和地网相连，并且延伸到结合滤波器高频电缆的引出端口。
3.构造继电保护装置等电位面
当微机的保护装置集中到主控制室时，为了能够实现可靠的通信，应该把连网中央计算机、各套微机保护、其他微机控制装置一起置于相同的得等电位平台上，保证这个等电位面和控制室的地网仅有一点的联系，这样的等电位面电位能够随着地网电位的变化而浮动，而且也避免控制室的地网地电位差窜进等电位面，这样就保持了连网的微机设备的地相互之间无电位差。各个微机设备上都应该有专用的有一定截面积接地线连接到等电位面上，微机设备上面各组件的内外部接地和零点位都应该由专用的连线连接到专用的接地线上，专用的接地线应接到保护盘专用的接地端子，接地端子应以适当的截面铜线接到专用的接地网上，这样就产生了等电位面的网，有助于屏蔽干扰。
构造等电位面的方法有两种：一是将微机保护盘的底部已经有的接地铜排焊接连接，还要在尽头用专用的100m2铜排连接，形成铜网络，这个网络和由电缆沟引过来的粗铜导线连接。借助粗铜导线对于控制室接地点形成要求对地网唯一的一点接地。还有一种方法是在保护盘底部构造一个专用铜网络，各个保护盘专用的接地端子经过一定的截面铜线连接到铜网络。
4.把结合滤波器一、二线圈接地连接断开
把结合滤波器一、二线圈接地连接断开，而且让二次的接地点距离一次接地点3m～5m，是防自然雷电、开关操作等引起干扰的有效措施。隔离雷击形成的高频电流或是开关形成的高频电流，容易经过高频通道高压耦合电容器而流入地，从而产生较高的高频电压，可以通过层间电容以及一、二线圈之间的接地连线断开，该高频电压将会对于继电保护装置形成干扰。在高频电流通过耦合电容器的接地点入地时，将会在接地点处形成极高的地电位，但是地网对于高频来言是高阻抗，使高频地电位较快的衰减，所以为减少二次回路的接地点和控制室二次设备之间的地电位差，二次回路的接地点应该与一次接地点有一定的距离，这样就能减少电缆屏蔽层通过的高频电流，减少对芯线的干扰。
需要注意的是使用这种措施不是只要本相的一、二次回路接地点保持3m～5m就可以了，或者认为把L1相结合滤波器二次接地到L2相一次地，L2相结合的滤波器二次地接到L1一次地，这样L2相一次接地点干扰电压也会窜入L1相的二次电缆屏蔽层。正确的方法应该是将二次地和所有相的一次接地都要保持3m～5m距离。
5.将高频电缆中串接电容
对于一些采用高频变量器耦合的高频的通道，在通道的电缆芯的回路中，串接一个约0.047uF的电容器。因为高频电缆层是两端接地，在高压电网发生故障的情况下，在接地电流流经变电站的地网时，在这两接地点之间的工频地电位差，会形成纵向的电压引入到高频电缆回路中，可能会造成收发信机的高频变量器饱和，导致发信中断，产生100Hz频率的收信缺口，造成高频闭锁保护的误动，所以应该在这个回路中串接一个电容，阻断其中的工频电流。
需要注意的是，如果收发信机和结合滤波器之间有着差接网络或是分频器，该电容的连接方式应该如下：如果差接网络或是分频器在控制室电缆层安装，该电容应串接到高频电缆与结合滤波器的低压侧之间结合滤波器内；如果差接网络或是分频器在结合滤波器旁安装，该电容器应该串接到分频器或差接网络的收发信机侧或是高频保护电缆侧。
三、总结
以上分析了高压变电站继电保护干扰的类型，并提出了切实可行的措施，但是仍有不足，还需在实践中不断改进。
参考文献
[1]臧立岩，吴志明.微机继电保护的优点及抗干扰措施[J].中国科技信息，2009（09）.
[2]王瑞红.谈变配电站微机自动化保护装置抗干扰措施[J].黑龙江科技信息，2007（05）.
[3]赵波.微机型继电保护装置的抗干扰措施[J].电力安全技术，2003（05）.
[4]王伟，林蕾，粟福珩.变电站综合自动化设备电磁干扰问题及抗干扰试验[J].现代电力，1999（02）.