淺析變電站繼電保護抗干擾技術

摘 要：目前，隨著變電站自動化設備和繼電保護裝置的不斷發展，變電站受各種條件的干擾已成為繼電保護裝置和監控系統不能穩定運行的主要因素之一，為此，采取有效的方法來控制繼電保護設備的抗干擾問題勢在必行。本文作者通過對目前變電站繼電保護裝置造成的干擾源類型進行了分析，并就變電站繼電保護設備抗干擾的技術措施做了詳細的闡述。

關鍵詞：變電站；繼電保護；抗干擾；措施

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

近年來，隨著我國科學技術的不斷發展，電力自動化系統及繼電保護設備在變電站中得到了廣泛的應用。但是，由于變電站有強度非常大的電力磁場，在此區域中不僅有大電流和高電壓的一次設備外，而且還具有小電流和小電壓等的二次較弱的設備。導致一次強電裝置引起的強電磁干擾對二次設備的運行產生嚴重的影響，除此之外，在供電系統中的外干擾、大氣干擾等等都有可能對二次弱電設備產生嚴重的影響。目前，我國電網正在快速發展的階段，變電站自動化程度也隨之飛躍，因此，提高變電站電力系統的安全性能。是當今大多數變電站對繼電保護抗干擾的不斷探索。

一、對變電站繼電保護造成干擾的干擾源類型

一般來講，變電站的干擾源有：接地故障、電感耦合故障、斷路器故障和雷電干擾4種類型。（1）接地故障類型。當變電站內部產生多相（單相）接地故障的情況時，就會引起部分故障電流流經變壓器的中性點部位至地網再經過架空地線（地面）回流至故障位置。強大的故障干擾源的類型電流通過接地點至地網，進而使得地網的很多點產生相對高的電勢差距，通常稱其是50Hz的工頻干擾，從而在很大程度上造成高頻的保護遭受干擾。（2）電感耦合類型。某些情況下，隔離開關由于動作產生雷電電流通過高壓主線，在周圍形成磁場。而二次電纜會被某些磁通包啜，進而在二次設備回路里形成對地的干擾電壓，嚴重時，將傳到其它二次設備端口上（例如：繼電保護設備），因此導致變電站繼電保護受到干擾。（3）斷路器引起故障。在直流控制的回路中的電感線圈斷開的情況下，產生較寬頻譜的干擾電波的可能性很大。而有人使用通信設備，例如，對講機、移動電話等，一樣會產生高頻電磁場干擾。（4）雷電干擾類型。由于變電站本身擁有超強的電荷，在雷雨相對集中的夏季發生雷擊事件在所難免。倘若雷擊正好擊中線路或是戶外構架，則將有十分強大的電流進入地網內，假如二次設備的電纜屏蔽層正好接地在不一樣的接地點位置，勢必會由于地網電阻的產生導致電纜屏蔽層形成瞬間的高頻電流，因此，這樣就加大了二次設備電纜中感應到干擾電壓的可能性，然而，這些感應的過電壓在一定程度上或許會經過有關的設備流至二次回路中，從而干擾繼電保護，甚至對變電站的繼電保護進行破壞，嚴重時，影響整個電力系統的正常運行。

二、變電站繼電保護抗干擾的措施

通常而言，阻止干擾進入弱電系統，這是最基本的抗干擾方法。一方面，能夠采取對設備的硬件進行改善的措施，增強弱電系統的抗干擾能力：另一方面，可以經過屏蔽和隔離來斷絕干擾的傳播路徑。現提出變電站繼電保護抗干擾的措施。（1）降低電力系統中一次設備的各種接地電阻。降低諸如電壓互感器、電流互感器以及避雷器的接地電阻，不僅能夠減小高頻電流流入時所形成的電位差，而且可以構成具有低阻抗特性的接地網，使得變電站內部的地電差位降低，從而減少二次回路設備受到此些接地電阻的干擾程度。（2）把高頻同軸的電纜在控制室和開關場兩端分別進行接地。假如在一端對高頻的同軸電纜進行接地，則空母線受隔離開關的支配，勢必在另一端產生瞬間的高電壓。這就加大了設備某個端子出現高電壓的可能性，從而影響到設備的常規運轉。（3）構造一些繼電保護裝置的電位面。繼電保護裝置均在控制室集中的情況下，應將連網的中心計算機、各套微機的保護與控制裝置置于同一電位面，此電位面應聯系控制室的地網，使得電位面的電位同地網的電位變化浮動能夠處于一致狀態，同時防止此電位面遭受地網地電位差的侵入，從而確保地網與微機設備問無電位差，達到通信可靠性的目的。各微機設備連接電位面時，應有相適應截面且專用的接地線，各組件不管是外部或內部的接地與零點位置均應使用專用連接線連接至專屬的接地線上，然后將專門的接地線同保護盤的接地端子相連接，使得接地端子接至地網上的合適部位，繼而形成一個電位面的網，能夠屏蔽許多干擾。（4）斷開與濾波器連接的一、二次線圈上的接地連線。防止隔離開關操作或雷電導致干擾的主要措施之一就是斷開與濾波器的一、二次線圈上的接地連線，同時二次接地應距一次接地的位置要≥3-5m。不管是由于操作隔離開關還是受到雷擊，均能形成高頻度的電流，這在一定程度上加大了高頻電流經過高壓耦合的電容器流入地網的可能性，在此種情況下，將出現相當高的高頻度電壓，從而經過層間的電容和二次設備電纜侵入到二次設備。若不斷開與濾波器的一、二次線圈上的接地連線，高頻電壓勢必干擾繼電保護裝置。由于高頻電流通過接地點至地網時，將在接地點的位置形成特別高的電位，然而，相比高頻而言，地網為高電阻，從而造成高頻電位順著四周迅速衰減，因此，為縮短二次回路接地位置同二次設備的電位差距，同時使一次設備的接地位置和二次回路的接地位置有一定的距離。二者差距應為3-5m，這樣不僅可以減少電纜的屏蔽層中經過的高頻電流，而且能夠降低芯線受到的干擾程度。（5）其它抗干擾的措施。鑒于以上所提出的抗干擾措施都有較大的工作量，我們仍能夠通過以下措施進行變電站繼電保護的抗干擾：（1）禁止一切帶電的監測設備連接到繼電的保護高頻通道中，以便降低通道受到不必要的影響；（2）未來防止部分通道遭到隔斷，要杜絕在收發信機的通道入口處接入電纜；（3）在收發信機回路，我們可以設置2-5s的延時，隔斷外部的干擾致使的誤停信。進而防止區外出現故障時跳閘。

三、結束語

本文在對繼電設備所受的干擾類型進行詳細分析后，提出變電站繼電保護抗干擾的措施。近些年來，變電站的自動化系統與繼電保護設備在日趨的更新，而繼電保護裝置和監控系統不能常規運轉的主要原因之一就是干擾問題，因此，采取合理措施對干擾問題進行處理成為當務之急。干擾問題得到有效解決，能夠在很大程度上增強保護力度。

參考文獻：

[1]付大慶.變電站繼電保護抗干擾措施研究[J].黑龍江科技信息，2011.

[2]吳益鵬.變電站微機繼電保護抗干擾措施研究[J].科技資訊，2013.