變電站繼電保護(hù)電磁干擾問題分析

韓東偉 河南送變電建設(shè)有限公司

智能電網(wǎng)的根本目的就是能夠在大規(guī)模集成網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)高速雙向通信.智能電網(wǎng)主要采用的方式包括傳感技術(shù)、控制測量技術(shù)、決策支持系統(tǒng)，目標(biāo)是能夠在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生癱瘓時能快速恢復(fù)、對惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊有較好的防護(hù)能力、高品質(zhì)地滿足用戶對配用電的需求、對不同發(fā)電形式有良好的容納性，以保證電力市場穩(wěn)定高效地運(yùn)行，保障用戶電力需求，優(yōu)化資源配置.電力業(yè)務(wù)對可靠性、安全性、全覆蓋的要求也越來越高，電力通信網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐平臺，對保障電網(wǎng)安全運(yùn)行具有十分重要的作用。

一、電磁干擾對變電站繼電保護(hù)的影響

變電站的繼電保護(hù)裝置對其所處的電磁環(huán)境敏感，具體體現(xiàn)在以下三個方面：第一，電磁干擾會影響到變電站繼電保護(hù)裝置的控制系統(tǒng)，當(dāng)受到電磁干擾時，控制系統(tǒng)的模擬電路會產(chǎn)生誤翻轉(zhuǎn)的情況，造成控制系統(tǒng)誤判，導(dǎo)致變電站運(yùn)行故障；第二，數(shù)字電路是繼電保護(hù)決策環(huán)節(jié)的重要組成部件，數(shù)字電路在電磁干擾時會導(dǎo)致信息傳輸異常、模擬信號/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換錯誤等問題；第三，繼電保護(hù)二次設(shè)備中有部分電氣元件對電磁干擾十分敏感，電磁干擾會造成一些邏輯功能元件運(yùn)行異常。繼電保護(hù)裝置設(shè)計人員以及變電站設(shè)備運(yùn)維人員應(yīng)在了解這些干擾造成的危害的前提下，合理地進(jìn)行設(shè)計及運(yùn)維，從而保障繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。

二、變電站繼電保護(hù)電磁干擾問題分析

第一，雷擊。當(dāng)變電所的接地部件或者避雷器都遭受雷擊時，由于變電所的地網(wǎng)為高阻抗或從設(shè)備到地網(wǎng)的接地線為高阻抗，都將因雷擊產(chǎn)生的高頻電流在變電所的地網(wǎng)系統(tǒng)中引起暫態(tài)電位的升高，就可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動作或損壞靈敏設(shè)備與控制回路。第二，隔離開關(guān)操作。如隔離開關(guān)的操作速度稍有緩慢，操作時在隔離開關(guān)的兩個觸點(diǎn)間就很容易會產(chǎn)生電弧的閃絡(luò)，從而產(chǎn)生操作過電，出現(xiàn)高頻電流，高頻電流通過母線時。將在母線周圍產(chǎn)生很強(qiáng)的電場和磁場，從而對相關(guān)二次回路和二次設(shè)備產(chǎn)生干擾，高頻電流通過接地電容設(shè)備流人地網(wǎng)，將引起地電位的升高。第三，步話機(jī)輻射干擾。當(dāng)使用步話機(jī)時，它的周圍將會產(chǎn)生強(qiáng)輻射電場和相應(yīng)的磁場，變化的磁場禍合到附近的弱電子設(shè)備的回路中，回路將感應(yīng)出高頻電壓，形成個假信號源，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不正確動作。

三、變電站繼電保護(hù)抗干擾措施

（一）減小接地電阻

由于雷電造成的電磁干擾是變電站干擾中的一種常見干擾，因此變電站一般通過設(shè)置接地電阻的措施來避免雷電的電磁干擾。與此同時，接地電阻也會應(yīng)用于設(shè)備正常運(yùn)行的保護(hù)中以用來提升變電站設(shè)備運(yùn)行的可靠率。變電站設(shè)備常通過設(shè)置使用數(shù)量較多的互感器和避雷器來保障變電站正常運(yùn)行，這些互感器以及避雷器的使用必然導(dǎo)致較大的電流，因此應(yīng)當(dāng)減小接地電阻的阻值以防止變電設(shè)備在故障時產(chǎn)生大的電流效應(yīng)來達(dá)到抗干擾的效果。

（二）濾波器過濾干擾信號

電氣干擾的原因主要在兩點(diǎn)：金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的電源干擾、空間場內(nèi)蘊(yùn)含的電磁干擾，而電磁干擾的產(chǎn)生很大程度上也是因?yàn)殡娫锤蓴_導(dǎo)致的。因此，安裝濾波器的目的就是為了削弱電源干擾下產(chǎn)生磁場作用的電氣干擾。濾波器的結(jié)構(gòu)形成是以電阻、電感為主，金屬導(dǎo)線作用下產(chǎn)生的電源干擾可以在電感干預(yù)下進(jìn)行電阻過濾。

（三）接地抗干擾

首先，選擇合適的繼電保護(hù)裝置接地方式，根據(jù)不同的工作環(huán)境以及要求，繼電保護(hù)裝置的接地方式可以分為電容式、直接接地以及浮地式接地三種方法，而繼電保護(hù)裝置是直接作用于電力系統(tǒng)當(dāng)中，且產(chǎn)生的電磁干擾也都具有直接性，所以針對這一特點(diǎn)，在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置接地的過程中應(yīng)該選擇直接式接地的方式進(jìn)行接地。其次，在選擇直接式接地方法之后，在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置接地裝置連接的過程中，還要使用并聯(lián)一點(diǎn)式接入方法，采用這樣的接地方式要求繼電保護(hù)裝置中的各個接地裝置都要將接地極和接地線進(jìn)行連接。最后，接地線的設(shè)計和選擇也是非常關(guān)鍵，繼電保護(hù)裝置接地過程中的重要組成部分，而為了能夠降低繼電保護(hù)裝置電路裝置之間的地電勢間差距，可以選擇粗線圈為核心接電線，而減少內(nèi)部裝置之間的地電勢間的差值就是能夠減少地環(huán)電流對繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的電磁干擾。

（四）減少二次回路所受干擾

減少繼電保護(hù)二次回路所受干擾主要有以下三種措施：第一，使用屏蔽板增加被保護(hù)回路的接地電容；第二，使用密閉中空導(dǎo)體將被保護(hù)對象進(jìn)行封閉；第三，采用導(dǎo)磁性能高的材料對磁通分路以實(shí)現(xiàn)削弱磁場的目的。

（五）屏蔽抗空間場干擾

維修人員通過檢測電氣故障發(fā)生范圍，對于電子設(shè)備的各種電子元件進(jìn)行分析，從而進(jìn)一步的縮小檢修的范圍。屏蔽抗干擾就是在檢修過后，在電子設(shè)備周圍安裝全封閉設(shè)施，該設(shè)施能夠有效防治空間場產(chǎn)生的各種個干擾信號。目前屏蔽設(shè)施包含：靜電、雙層、金屬隔網(wǎng)屏蔽等。這些屏蔽設(shè)施根據(jù)電子設(shè)備所在的安裝位置、設(shè)備參數(shù)特點(diǎn)等來選擇，所以在具體操作上主要是結(jié)合上述方法來根據(jù)設(shè)備動作的順序來分析故障。

四、結(jié)語

綜上所述，變電站繼電保護(hù)裝置在工作中面臨著各種可能出現(xiàn)的干擾源，若不加防范抑制則會對繼電保護(hù)的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。通過對變電站繼電保護(hù)的各干擾源進(jìn)行了分析，并提出了干擾抑制措施以期提高變電站繼電保護(hù)抗干擾能力，增強(qiáng)變電站的供電可靠性。