水力發電廠二次抗干擾措施的運用研究

陳震軍

摘要：文章分析目前水電廠中應用二次抗干擾措施的必要性，分析二次設備干擾的影響，研究目前水電廠運行中的二次設備干擾信號的來源，并針對這些干擾來源提出了相應的抗干擾措施，以供參考。

關鍵詞：水利發電廠;二次抗干擾措施;應用

1引言

在目前全球資源緊缺和環境惡化問題不斷加快的形勢下，世界各國都在不斷推進能源結構調整并加大對各種新型清潔型能源的開發和利用力度。我國近年來也加大了對水電廠的建設和開發力度，為滿足人們不斷增長的電能需求以及環境保護起到重要作用。而且在目前水電廠相關設備和技術在不斷提高的同時，水電廠中的自動化和智能化水平也在不斷提高，逐漸開始營業無人值班和少人值守的運行管理模式。但是與此同時，由于這些微機和PLC控制設備在具有強大功能的同時也具有容易受到外界電磁干擾的敏感性。加之目前水電廠中數量較多的一次和二次設備交錯在一起，各種保護、控制以及通訊和測量等設備不僅在一起安置而且還經常穿過高壓帶電設備區域，這就會導致這些具有較高精度的自動化設備受到電磁干擾問題。這就需要做好水電廠二次干擾措施來確保水電廠電氣設備運行的安全性和穩定性。

2二次設備干擾的影響

水電廠運行中的各種干擾會以耦合的方式在控制和保護等系統中感應而出現干擾電壓的問題。而且由于在水電廠二次設備的回路中所采用的設備為弱電設備，其中含有數量較多的微電子以及電子元件，其具有較差的耐電壓能力和抗干擾水平。這就需要通過相應的抗干擾措施來確保一次設備運行的安全性和可靠性。這主要是由于二次設備中的數字信號回路會容易受到干擾信號的影響而發生數據或地址傳送錯誤的問題，這也容易導致設備出現功能故障或者運行故障。此外，二次設備運行的模擬信號回路也容易在受到信號干擾時出現開關電路誤翻轉的問題，此時若沒有設置足夠的閉鎖措施就會導致誤動作問題的發生。

3干擾信號的來源

3.1周邊環境中的強磁場干擾

水電廠中存在數量較多的發電機、電抗器、變壓器、大電流的動力電纜等設備，這些設備在運行中容易產生強大的交變磁場而對水電廠二次設備造成干擾，也是水電廠運行中比較常見的干擾類型。此類強磁場容易對其周圍環境中的弱電回路和控制元件等二次回路造成干擾，在其回路和元件中產生干擾電壓而改變其可編程控制器中的數據，并導致出現運算錯誤、網絡傳輸數據變位以及通訊中斷等問題，表現出系統無法正常運行以及監控系統無法準確顯示數據等問題。

3.2電容耦合產生的干擾

水電廠中的一次回路大電流導體會對二次回路存在電容，這就會產生一次回路對二次回路的電容干擾問題。這主要是由于水電廠中的開關站、主變室內回路之間存在相互耦合的現象，以及電源回路和控制回路之間也存在耦合的問題。

3.3雷擊干擾

在雷擊發生時會出現電磁耦合的現象，此時就會出現回路對地感應的問題，也就會產生干擾電壓問題，不僅會對二次電源模塊造成損壞，還會損壞通訊口以及輸入模塊等。

3.4高頻振蕩干擾

水電廠中的高壓開關在通斷線路時會出現電弧重燃的問題，此問題出現時會生成一個前沿很陡的電流電壓波，而且此電弧重燃的頻率比較高，同時和伴隨有高頻振蕩的問題，此問題就會與周圍的設備出現二次電纜耦合的現象而產生干擾電壓問題。

3.5接地電位差產生的干擾

如果設備存在絕緣問題就會導致對地泄露電流的問題，在此電流的作用下就會導致在大地中出現電壓差的問題，在此問題下也會導致廠房內兩端接地的電纜屏蔽層出現電流而產生對信號的干擾。這就需要做好二次設備的接地點合理選擇的措施來避免上述電壓差的產生極其對二次回路的干擾。

3.6外部設備的高能輻射干擾

目前人們生產和生活中的各種具有高能輻射的無限通訊設備的數量在不斷增多，而其高能輻射會對二次回路中的微電子元件造成高頻干擾危害。尤其容易變電站中對講機的使用而發生相鄰保護裝置誤出口跳斷路器等干擾問題。

4有效的抗干擾措施

4.1控制電纜屏蔽層在控制系統端一端接地

此種抗干擾措施主要分為在控制系統端進行接地但是被控設備端懸空不接地的方式以及被控設備端接地，但是控制系統端懸空不接地兩種方式。但是由于后者容易導致在電容比較小時會出現比較大的分配電壓，而且由于電纜屏蔽層對電纜芯之間的電容比較大，會導致由于電容耦合而向控制系統內部元件與地之間施加，容易對控制系統的內部元件造成損壞。而前一種抗干擾措施則由于會將一次系統中對地的接地電流通過接地電阻向大地流入，而且此對地電阻的點位也不足以向電纜反擊，也不會將此位置升高的點位向控制系統引入。但是此種抗干擾措施需要被控制設備具有較小的接地電阻，而且通過就近連接的方式進行地網連接來對反擊電位進行吸納之。還要在控制系統電源中進行隔離變隔離且確保地網均壓的可靠性。

4.2隔離變壓器在控制回路電源中的應用

在控制回路電源中應用隔離變壓器的主要作用就是確保回路中的各個支路和元器件構成等電位，這樣可以實現通過對電位隨之升高的措施來對反擊問題進行消除。此外，由于隔離變壓器的輸入端和輸出端沒有電氣連接，這樣就可以在雷電波通過電源回路向控制回路進行入侵時，實現對雷電波的隔離并經過此裝置的避雷器來向大地流入。此外，此裝置在控制回路電源中的應用還可起到對人身安全保護的作用。

4.3其他抗干擾措施

除了上述抗干擾措施之外，還要對電纜布局進行合理安排來確保同一根電纜中避免強電和弱電的同時存在。并使用繼電器或光隔元件隔離控制柜內的弱電信號。不允許對電纜進行兩端接地，使用軟件抗干擾措施來提高大量使用可編程控制器回路中的抗干擾性能，在回路中進行避雷裝置的安裝。在感性元件如繼電器電磁閥之類的元器件的兩端并聯串有電阻的反向二極管。

5結語

針對水電廠中普遍存在的二次設備干擾問題，針對其所造成的危害，在分析干擾信號的來源之后，提出了要控制電纜屏蔽層在控制系統端一端接地以及在控制回路電源中應用隔離變壓器等抗干擾措施來確保水電廠電器設備的安全和穩定運行。

參考文獻

[1] 楊瑛，肖濤. 電網二次回路繼電保護抗干擾措施的分析[J]. 科技風，2017（18）：195-195.

[2] 徐鵬. 繼電保護接地及抗干擾幾個問題探討[J]. 水力發電，2017（04）：52-54.