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摘 要：换流站内设备众多，电磁环境复杂，站中除了常规变电站固有的电气设备外，增加了换流阀、直流开关设备等，在换流过程中产生大量的谐波。特高压换流站输送容量大，二次回路受到的电磁干扰将直接影响到换流站的安全稳定运行。所以需要对换流站电磁干扰源分区域、分类型进行区分。
关键词：特高压；换流站；干扰源；电晕放电
1、前言
目前，换流站控制保护系统采用的抗干扰措施主要为建筑物屏蔽以及电缆屏蔽两种。此外，在电缆进入室内或箱体内时，会对其屏蔽结构造成破坏，所以做好防火封堵的同时，也要考虑相应的防电磁干扰措施。换流站控制保护系统采用的抗干扰措施主要为建筑物屏蔽以及电缆屏蔽两种。此外，在电缆进入室内或箱体内时，会对其屏蔽结构造成破坏，所以做好防火封堵的同时，也要考虑相应的防电磁干扰措施。
2、换流站电磁干扰源划分
换流站的电磁环境极其复杂，各种电磁干扰主要是由公共阻抗耦合、电磁耦合进行传播和耦合的，其中电磁耦合又可分为磁耦合（感性耦合，属近磁场）、电耦合（容性耦合，属近电场）和辐射耦合（远场）。换流站的电磁干扰主要来源于一次回路，除换流站交流场产生的工频电磁场和直流场产生的静电场外，换流站产生的电磁干扰主要来源于以下几个方面：
a）换流阀通断
换流阀导通时会在其极两端产生电压跃变，阀的两极之间，存在着极间电容（包括杂散电容）和杂散电感，在换流阀滞后导通的期间内，该阶跃电压被加在电容和电感的两端。一旦阀触发开通，电路中的电容和电感立即通过阀回路放电，形成振荡。同时，由于电容和电感构成的回路是复合的，使振荡具有多重频率，因而形成一个相当宽的频带，其中包括射频频率，产生电磁辐射。
b）开关操作
断路器或隔离开关的操作会引起暂态过程，尤其是隔离开关投切空载母线或短线时，由于母线上连接有其它电气设备（CT、PT、处于分开状态的断路器等），将构成复杂的振荡网络。且隔离开关动作时间越长，燃弧次数越多，就越容易产生频率高、含有较多频率分量并呈现阻尼振荡趋势的暂态过程。这种情况主要发生在换流站的交流部分，对于换流站的直流部分，通过控制换流阀的通断及电流、电压的大小可以避免这种情况的发生。
c）电晕放电
空气中存在着一定数量的由宇宙射线所产生的正离子-负自由电子对，电子在电场的作用下加速运动，碰撞其它中性分子产生碰撞电离，并产生新的自由电子。这些电子碰撞循环往复，如同雪崩一样形成电子崩。在导线表面强电场的作用下，电子崩现象会一直发展到电极间间隙击穿，产生电晕放电。放电过程中因电离、复合和附着使导线周围空间存在空间电荷。空间电荷的存在，将对电场产生影响，使导线表面的电晕放电呈脉冲放电状态。测量显示，这种脉冲放电是随机的、不规则的，单个脉冲电流的上升时间约为20ns～40ns，衰减至半峰值的时间约为100ns，脉冲重复频率在200～2000Hz之间不规则波动。根据傅立叶频谱变换分析理论，这种在导线上产生的不规则的脉冲放电，其频率范围非常广泛，一般在几百赫兹到几百兆赫兹之间。
d）局部放电
高压导线表面及绝缘子金具尖端部位的电晕放电、接触不良产生的火花放电以及污秽绝缘子表面的局部电火花等都会产生电磁辐射，形成辐射干扰源。
e）雷电流
一次系统遭受雷击时，在高压母线上产生高频行波。雷电流平均大小为20kA，最高值 200kA，发生时间在微秒级。雷电流对二次电缆的干扰作用表现在两方面：
1）雷电流经避雷器入地，使得地网上的电位分布极不均匀，另外引起地电位升高，这时将对屏蔽层接在地网上的二次电缆产生干扰
2）一部分幅值较低的雷电流进入开关站后，将在二次电缆上产生感应分量，或直接经过各电压等级的避雷器进入二次系统的电源系统。另外，变电站附近物体经受雷击，也将在二次电缆上产生感应干扰。
f）一次系统短路
一次系统短路时产生的大电流通过耦合对二次设备造成干扰，短路入地电流会引起地电位升高，形成地电位差。
g）二次回路干扰电压
二次回路自身产生的干扰电压，主要来源于二次回路中的电感元件。电感回路在接通或断开电源时将产生暂态干扰电压，其幅值与电感元件的工作电压、工作电流及电感量的大小有关。直流系统中接有带断路器电磁操作机构的合闸线圈时，在操作时将产生较高的暂态电压。
h）380/220V交流系统干扰
380/220V交流系统主要用于动力、照明及加热回路，一般与控制、保护回路没有直接联系。但在设计和布线时如不加注意，容易发生交流动力或加热回路与保护或控制回路共用电缆、或者并排布线的情况。交流回路与直流回路间因距离很近，产生的互感很大，则50Hz的交变电流或一次回路在 380/220V交流系统中产生的电磁干扰，就会通过互感在直流回路中产生干扰。
i）静电放电
两种物体互相摩擦后会产生静电，当物体产生的静电荷越积越多，与其它不带电的物体接触时，就会形成很高的电位差，并发生放电现象，放电电压可达数百伏至上千伏。
j）射频干扰
射频干扰对二次设备构成威胁的主要来源为无线对讲机与移动电话。运行现场曾发生过因无线对讲机距离保护屏太近，引起集成电路型保护装置误动作的情况。
3、结语
综上所述，对换流站按照换流站电磁干扰源、传播途径、干扰强度进行了划分及分析，查找到换流站的干扰源可以进行针对性抗干扰措施。
关键词：特高压；换流站；干扰源；电晕放电
1、前言
目前，换流站控制保护系统采用的抗干扰措施主要为建筑物屏蔽以及电缆屏蔽两种。此外，在电缆进入室内或箱体内时，会对其屏蔽结构造成破坏，所以做好防火封堵的同时，也要考虑相应的防电磁干扰措施。换流站控制保护系统采用的抗干扰措施主要为建筑物屏蔽以及电缆屏蔽两种。此外，在电缆进入室内或箱体内时，会对其屏蔽结构造成破坏，所以做好防火封堵的同时，也要考虑相应的防电磁干扰措施。
2、换流站电磁干扰源划分
换流站的电磁环境极其复杂，各种电磁干扰主要是由公共阻抗耦合、电磁耦合进行传播和耦合的，其中电磁耦合又可分为磁耦合（感性耦合，属近磁场）、电耦合（容性耦合，属近电场）和辐射耦合（远场）。换流站的电磁干扰主要来源于一次回路，除换流站交流场产生的工频电磁场和直流场产生的静电场外，换流站产生的电磁干扰主要来源于以下几个方面：
a）换流阀通断
换流阀导通时会在其极两端产生电压跃变，阀的两极之间，存在着极间电容（包括杂散电容）和杂散电感，在换流阀滞后导通的期间内，该阶跃电压被加在电容和电感的两端。一旦阀触发开通，电路中的电容和电感立即通过阀回路放电，形成振荡。同时，由于电容和电感构成的回路是复合的，使振荡具有多重频率，因而形成一个相当宽的频带，其中包括射频频率，产生电磁辐射。
b）开关操作
断路器或隔离开关的操作会引起暂态过程，尤其是隔离开关投切空载母线或短线时，由于母线上连接有其它电气设备（CT、PT、处于分开状态的断路器等），将构成复杂的振荡网络。且隔离开关动作时间越长，燃弧次数越多，就越容易产生频率高、含有较多频率分量并呈现阻尼振荡趋势的暂态过程。这种情况主要发生在换流站的交流部分，对于换流站的直流部分，通过控制换流阀的通断及电流、电压的大小可以避免这种情况的发生。
c）电晕放电
空气中存在着一定数量的由宇宙射线所产生的正离子-负自由电子对，电子在电场的作用下加速运动，碰撞其它中性分子产生碰撞电离，并产生新的自由电子。这些电子碰撞循环往复，如同雪崩一样形成电子崩。在导线表面强电场的作用下，电子崩现象会一直发展到电极间间隙击穿，产生电晕放电。放电过程中因电离、复合和附着使导线周围空间存在空间电荷。空间电荷的存在，将对电场产生影响，使导线表面的电晕放电呈脉冲放电状态。测量显示，这种脉冲放电是随机的、不规则的，单个脉冲电流的上升时间约为20ns～40ns，衰减至半峰值的时间约为100ns，脉冲重复频率在200～2000Hz之间不规则波动。根据傅立叶频谱变换分析理论，这种在导线上产生的不规则的脉冲放电，其频率范围非常广泛，一般在几百赫兹到几百兆赫兹之间。
d）局部放电
高压导线表面及绝缘子金具尖端部位的电晕放电、接触不良产生的火花放电以及污秽绝缘子表面的局部电火花等都会产生电磁辐射，形成辐射干扰源。
e）雷电流
一次系统遭受雷击时，在高压母线上产生高频行波。雷电流平均大小为20kA，最高值 200kA，发生时间在微秒级。雷电流对二次电缆的干扰作用表现在两方面：
1）雷电流经避雷器入地，使得地网上的电位分布极不均匀，另外引起地电位升高，这时将对屏蔽层接在地网上的二次电缆产生干扰
2）一部分幅值较低的雷电流进入开关站后，将在二次电缆上产生感应分量，或直接经过各电压等级的避雷器进入二次系统的电源系统。另外，变电站附近物体经受雷击，也将在二次电缆上产生感应干扰。
f）一次系统短路
一次系统短路时产生的大电流通过耦合对二次设备造成干扰，短路入地电流会引起地电位升高，形成地电位差。
g）二次回路干扰电压
二次回路自身产生的干扰电压，主要来源于二次回路中的电感元件。电感回路在接通或断开电源时将产生暂态干扰电压，其幅值与电感元件的工作电压、工作电流及电感量的大小有关。直流系统中接有带断路器电磁操作机构的合闸线圈时，在操作时将产生较高的暂态电压。
h）380/220V交流系统干扰
380/220V交流系统主要用于动力、照明及加热回路，一般与控制、保护回路没有直接联系。但在设计和布线时如不加注意，容易发生交流动力或加热回路与保护或控制回路共用电缆、或者并排布线的情况。交流回路与直流回路间因距离很近，产生的互感很大，则50Hz的交变电流或一次回路在 380/220V交流系统中产生的电磁干扰，就会通过互感在直流回路中产生干扰。
i）静电放电
两种物体互相摩擦后会产生静电，当物体产生的静电荷越积越多，与其它不带电的物体接触时，就会形成很高的电位差，并发生放电现象，放电电压可达数百伏至上千伏。
j）射频干扰
射频干扰对二次设备构成威胁的主要来源为无线对讲机与移动电话。运行现场曾发生过因无线对讲机距离保护屏太近，引起集成电路型保护装置误动作的情况。
3、结语
综上所述，对换流站按照换流站电磁干扰源、传播途径、干扰强度进行了划分及分析，查找到换流站的干扰源可以进行针对性抗干扰措施。