變電站二次回路抗干擾分析

孫 磊（華電國際萊城發電廠,山東 萊蕪 271113）

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變電站二次回路抗干擾分析

孫 磊
（華電國際萊城發電廠,山東 萊蕪 271113）

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

關鍵詞：變電站；二次回路；抗干擾

微機保護是變電站二次回路常用保護措施，在自檢以及計算機通訊等方面具有更大優勢，但是其在運行過程中也更容易受電磁干擾。以提高變電站運行可靠性為目的，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，其所產生的干擾信號主要是由近距離電場經過耦合電容將其作用于二次回路中產生，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。干擾電壓一般是因為雷擊、一次設備與二次設備靜電耦合以及開關誤操作等導致，然后通過公式便可以計算得知二次回路所產生的電壓。

（2）公共阻抗耦合干擾。在輸電系統中，大電流接地時會出現單相接地短路問題，便會從接地網中流過故障電流，進而產生電壓降，造成變電站內部出現電位差情況，影響電氣設備正常運行。另外，對于同回路不同地點，受不同位置電位差影響，電流會逐漸相互連接成為統一電流。同時地電位差也會利用電纜以及多點接地電纜而產生屏蔽電流，造成電纜出現運行干擾。

（3）感性耦合干擾。變電站運行過程中，如果存在較大電流通過電纜、電容時，便會產生強大的交變磁場，凡是在磁場范圍的二次設備，均會受到磁場干擾，產生感應電壓，而影響變電系統運行穩定性。變電系統中，相鄰兩導線間會存在一定互感M，切M=Φ21/I1。互感耦合導線上會產生互感電壓，U2=2WmI1，并且該電壓為串聯電壓。通過計算公式可以得知，電壓與頻率以及互感量間呈現正比關系。一旦設備運行過程中出現故障，檢測系統便會在顯示屏上出現信息提示，如果不能及時處理，勢必會對變電系統運行效果產生影響。

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。在敷設電纜時，要求交直流不能用一條電纜，而需要分別單獨設置電纜。嚴禁出現共用電纜的情況，避免交直流之間產生干擾，對直流回路絕緣電阻產生不良影響。并且如果交直流之間出現短路情況，一定會造成直流接地故障，進而會對兩個系統均產生不良影響。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并列屏分別單獨回路向各控制、保護屏引[2]。同時，電纜的敷設需要充分利用自然屏障物所具有的優勢，對于保護用電纜來說，在敷設時要盡量遠離高壓母線與高頻暫態電流入地點。

（2）電纜選擇。強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，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行敷設。另外，變電站內所有二次回路電纜均需要用阻燃帶屏蔽電纜，設置要保證電纜屏蔽層兩端接地。可以對電纜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，可將暫態感應電壓抑制為原值的10%以下。相距數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粗銅線將兩側接地網聯通，然后實現屏蔽兩端接地。否則電纜屏蔽層有可能燒毀。

2.2 微機保護二次回路

（1）屏蔽。屏蔽能有效地通過空間傳播的電磁干擾。對變電站的二次設備而言，特別是微機型的保護裝置，對干擾信號比以前的保護裝置更敏感，因此需要更完善的抗干擾屏蔽措施。屏蔽按其機理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。選擇導電性能良好金屬來構成封閉殼體，達到衰減與隔離干擾的目的，如常見微機保護殼體，實現A/D轉換器、核心數字部件的封閉抗干擾處理。

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

（3）接地。做好變電站二次回路接地分析，結合實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備裝置內部接地兩部分，對于微機保護的二次回路，信號接地需要通過對裝置內兩點接地方法，為內部電路提供電位基準，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接地。一般在端子箱經端子排接地。但對于有幾組電流互感器連在一起的保護裝置，如母差保護、各種雙斷路器主接線的保護等，則應在保護屏上經端子排接地。電壓互感器二次回路只允許有一點接地，接地點宜在控制室內。獨立的、與其他互感器無電聯系的電壓互感器也可在開關場實現一點接地。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或者熔斷器。已在控制室一點接地的電壓互感器組，必要時可在開關場將二次繞組的中性點經放電間隙或氧化鋅閥片接地。應經常檢查維護，防止出現兩點接地的情況。來自電壓互感器二次的4根開關場引出線中的零線和電壓互感器三次的2根開關場線出線中的中性線必須分開，不得共用。

3 結束語

變電站二次回路一旦受到干擾，勢必會對變電系統運行效果產生影響，為提高系統運行穩定性與可靠性，需要了解并掌握不同干擾源產生原因與特點，并結合二次回路特點，從不同角度出發，選擇措施進行優化，最大程度上來提高其運行可靠性。

參考文獻：

[1]湯磊.變電站二次回路抗干擾問題研究[D].山東大學,2009.

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

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

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