關于變電站局放檢測中的電磁干擾統計特性的探討

摘 要：在變電站的局部檢測工程中，各類電磁干擾信號會讓變電站的在線檢測系統誤報或者錯報，故而在局部檢測中，要降低這類信號的干擾。基于對常用電磁干擾檢測方式方法的研究，本文對不同種類的干擾信號進行了統計，并通過對統計結果的探究說明不同種類信號對變電站局部檢測產生的影響程度。

關鍵詞：變電站；局部檢測；電磁干擾

通過研究發現，變電站局部檢測中主要的電磁干擾為通訊信號與設備放電信號，對于這種電磁干擾而言，需要能夠檢測干擾信號的頻段與強度，以深入探究這些信號對變電站的具體干擾。在檢測過程中，本文采用高頻電流檢測方式與UHF檢測方式，這兩種方式能夠滿足對電磁干擾信號的檢測要求，從而深度探究電磁干擾的具體影響。

1 變電站局部檢測的電磁干擾統計特性研究方法與思路

1.1 整體檢測方案的確定

對于電磁干擾統計特性研究過程而言，整體檢測流程為變電站選取—測點選擇—信號各類特性分析—干擾源定位。對于變電站選擇過程而言，需要保證所選擇的變電站有很強的代表性，故而需要使選擇的變電站能夠涵蓋各類地理分布和電壓分布。本文選擇了鬧市區和偏遠山區的變電站，同時變電站電壓為110kV、220kV和500kV。對于測點選擇，主要涉及以下方面：（1）變壓器區域。測點為側套管區、風機以及母線。（2）GIS區域。GIS區域不但涉及自身的線纜設備，還包括周邊區域的各類電氣設施。（3）斷路器區域。斷路器區域的檢測主要為各類設備。（4）開關柜。開關柜具有一定的抗干擾能力，故而檢測中主要對開關柜的正反面進行測試。（5）無功補償區域和直流屏。

1.2 現場接線

在接線過程中，需要按照相關儀器設備的標準進行接線。對于UHF檢測系統來說，檢測的頻帶為0.3～3GHz，并且在0.3～1.8GHz內，等效高度不低于10mm。高頻檢測方法檢測頻帶0.3～100MHz，轉移阻抗大于7Ω，其中等效高度和轉移阻抗的計算公式為：

在該公式中，U（f）為電壓信號，E（f）為電場強度，I（f）為電流強度，這三種信號都經過FFT變換。在實際檢測中，檢測傳感器最終要與示波器進行連接，并且在線路連接過程中，要根據信號強度確定是否需要在檢測系統中接入信號放大器。[1]

1.3 干擾源定位

在電磁干擾信號的研究過程中，需要能夠通過傳感器尋找到電磁干擾信號的產生位置，對于干擾源定位方法，可以采用差異法大致確定，這種方法的原理為，將一個傳感器置于GIS設備內部，另一個檢測傳感器置于GIS設備外部空間，這兩個傳感器最終都與示波器連接。當設備內部傳感器檢測的信號更強時，能夠確定干擾信號產生自設備內部，反之則干擾信號產生自設備外部。當發現信號產生自設備外部時，通過移動設備外部的檢測傳感器觀察信號到達時間的差異，同時結合被檢測系統的設備、線路分布情況，能夠較為精確地定位干擾源。[2]

2 變電站局部檢測的電磁干擾統計特性研究對象與結果

2.1 通訊干擾信號

通過對選取變電站中各類測點的實際測量發現，變電站的主要通信頻帶為0.8～1GHz和1.8～2GHz，通過對通訊信號頻帶的了解可以發現，變電站的通信頻帶與民用通訊設備的信號頻帶有一定的重疊性，所以可以初步得出結論，通訊信號會在一定程度上對變電站的運行產生信號干擾。

在后續的檢測中，需要確定通信干擾信號的強度能夠影響變電站的運行穩定性，通過研究發現，影響通訊設備信號強度的因素與天氣、變電站運行情況等因素無關，置于手機通信基站和變電站間的距離有關，通訊干擾信號的強度與兩者間距離呈現平方反比關系。通過對測量數據的對比與研究發現，通信干擾信號的強度能夠范圍為1.3～51.3mV，并且通常情況下，當變電站測量點與通訊基站間距離小于800m時，信號強度高于50mV，這種強度會對變電站相關系統運行的穩定性產生重大影響。另外對于室內外測點，在同一距離下測點的信號強度也有較大不同，室外的信號強度要高于同距離下的室內信號強度。由于通訊信號干擾具有窄頻帶性，故而可以使用窄帶濾波方式消除通信信號對變電站的干擾。

2.2 脈沖干擾信號

對檢測結果的研究發現，UHF干擾信號中有很多種類的干擾，這些干擾信號包括沿面放電干擾、電暈放電干擾、電氣器件干擾等5類，其中沿面放電干擾、電暈放電干擾和懸浮放電干擾的產生原因不同，并且這些干擾檢測到的特性和局部放電信號幾乎相同，另外在檢測過程中往往還會產生通信信號干擾，這些信號在檢測過程中會疊加，最終對UHF干擾信號的檢測造成極大干擾。對于整流脈沖信號，只有將檢測傳感器貼于柜門上才可被檢測，這種干擾信號產生于室內，故而對于這種干擾信號而言，不會對檢測過程產生重大影響。

另外在脈沖干擾信號的檢測過程中，還應用了高頻法進行檢測，發現產生的不同種類干擾信號持續時間、上升和下降沿、半波寬度等方面都有較大差異，以懸浮干擾信號為例，持續時間為56～200ns，上升沿和下降沿分為為10～59ns和30～175ns，半波寬度為12～37ns。對于這些干擾信號，需要采取合理措施進行去除。

3 結論

綜上所述，在變電站局部檢測電磁信號干擾統計過程中，應用UHF法和高頻法能夠對干擾信號的強度、干擾源位置等方面進行測量，并探究不同種類干擾源對變電站設備的具體影響，從而根據干擾信號的頻段、強度等參數采取措施降低干擾。

參考文獻：

[1]唐志國，蔣佟佟，葉會生，謝耀恒，李欣，周衛華.變電站局放檢測中的電磁干擾統計特性[J].高電壓技術，2017，43（09）：2998-3006.

[2]黃紅宇，王勇煥.GIS局部放電檢測技術的研究與應用[J].電氣時代，2017（09）：79-84.

作者簡介：李曉波（1990-），男，漢族，廣東揭陽人，碩士。