變電站繼電保護電磁干擾問題分析

董少杰

摘 要：文章對電磁干擾對變電站繼電保護的影響進行了全面的分析，并且就繼電保護外部電磁干擾的來源進行詳細研究，最后，對繼電保護裝置電磁干擾的耦合路徑進行了探討。

關鍵詞：變電站：繼電保護：電磁干擾：耦合路徑

改革開放以來，我國經濟迅速發展，人民生活水平不斷提高，生活生產中的用電設備也越來越多，導致對于電力的需求量以及質量要求比之前提高。因此，電力企業急需要進一步發展，以滿足人們越來越高的需求。繼電保護裝置是變電站的核心裝置之一，對于變電站的安全運行有著非常重要的作用，解決繼電保護裝置在運行過程當中可能出現的問題，對電力企業的進一步發展有著非常重要的影響。

1 ? ?電磁干擾對變電站繼電保護的影響

隨著科學技術在電力系統中的進一步應用，變電站中的繼電保護裝置已經變得越來越智能化，在使用過程中的安全性能也非常高。當某個地點需要繼電保護裝置時，相應的安裝過程比較簡單，維護起來十分方便。然而，在繼電站實際使用的過程中，由于該裝置本身所具有的特性，要想得以正常運行，其周圍的環境必須要達到特定狀態。在繼電器運行過程中，如果對環境中的電磁干擾問題不能及時解決，就會使繼電保護裝置產生故障，進一步使變電站的正常工作受到嚴重干擾。變電站的電磁保護裝置具有獨特的工作原理，在工作的過程中對內部所處的電磁環境變化十分敏感。

2 ? ?繼電保護外部電磁干擾來源

2.1 ?雷電干擾

在變電站設備正常運行的過程中，在內部零部件的作用下，變電站設備內部會積累一定數量的電荷。一旦變電站設備環境處于雷電季節，由于雷電的影響，空氣中產生大量高濃度的電離子在隨機運動的過程中，會和變電站設備本身所具有的電荷產生一定的作用，使得電荷大量流入變電站設備內部，對變電站正常運行產生嚴重的干擾。因此，在雷電環境中，空氣中的電荷會由于放電反應大量進入到電網設備當中，使電網中的電流瞬間增大，流入到繼電保護裝置二次設備電量當中形成一些沒有規則的電流，甚至會在一定程度上對繼電保護二次設備造成破壞，使得變電站無法正常運行。

2.2 ?接地故障形成的干擾

在變電站設備運行的過程中，設備內部會產生較大電流，一旦在運行的過程中受到來自外界的干擾，變電站的安全運行就得不到有效的保證。因此，為了保障電網設備在運行過程中對外界環境變化具備一定的抗干擾能力，變電站當中一些不得不放置于室外的變電設備上面安裝接地線，保證變電設備的安全運行。接地故障是變電站電磁干擾的重要來源之一，一旦接地設備在運行的過程中不能夠處于正常工作的狀態，位于接地故障處的電流就會經過一系列途徑流到變電站的中心點，經過接地網絡重新回到產生故障的地方，進一步造成接地網中的壓差產生一定程度的升高，電磁波從而對變電站的繼電保護功能造成嚴重的影響，不能正常發揮作用。

2.3 ?斷路器故障形成的干擾

斷路器對電網系統的安全運行有著十分重要的作用，一旦電網中的電流或者電壓處于異常的狀態，斷路器便會自動捕捉到變化，并且及時將故障設備斷開電源，使其無法對電網系統的正常運行造成干擾，以保證用電客戶在用電過程中的可靠性。如果一系列原因導致斷路器無法正常工作，那么位于斷路器控制回路中的電感電圈就會產生一些頻率范圍較高的電磁干擾，對繼電保護系統的正常運行產生阻礙。

2.4 ?靜電放電干擾

在變電站日常運行的過程中，為了盡可能地保證設備的安全性，防止變電設備由于水汽或者是其他因素而生銹，提高變電設備的擊穿電壓，必須采取科學、有效的方式，將室內的濕度控制在較低水平。室內空氣太過于干燥，容易產生一些或大或小的靜電，對變電設備的正常運行造成干擾。

2.5 ?其他干擾因素

一些其他原因也會對變電站繼電保護造成電磁干擾，比如：工作人員在隔離開關操作過程中，相應操作步驟不規范，會產生一定的電磁干擾，影響電磁計量裝置的正常運行。

3 ? ?繼電保護裝置電磁干擾的耦合路徑

3.1 ?電磁干擾的直接耦合

直接耦合指在兩個不同的電磁設備中，如果其電容回路的阻抗相等，就會產生電磁波，對變電站繼電裝置的正常運行造成電磁干擾。不難發現，直接耦合發生的條件十分簡單，所產生的干擾現象在日常生活中很常見，而且其實際表示形式多種多樣。

3.2 ?電磁干擾的電場耦合

由于電場耦合在發生過程中具有獨特性，也被人們稱為電容耦合，一般來說，都是發生在存在著一定電壓差的兩個回路中，一旦偏差電流在流經電容器，就會在回落中產生一定的壓降現象。壓降與正常工作的電磁信號相互疊加，就會出現電場耦合現象，對電磁繼電裝置的正確運行造成干擾。

4 ? ?抗電磁干擾的措施

4.1 ?減小接地電阻

雷雨天氣時的雷電所產生的電磁干擾是變電站電磁干擾中一種非常常見的電磁干擾形式。為了減少其對變電站正常工作的影響，變電站一般都采取接地電阻的方式來避免雷電的電磁干擾。然而，通常，變電站為了保證設備能夠正常運行，內部設計了一些數量眾多的互感器，和接地電阻相互作用，會產生電流效應，對變電站的正常運行造成干擾，因此，需要采取合適的措施減小接地電阻的阻值。

4.2 ?設置合理的繼電保護電位面

當前，由于技術上的一些限制，我國對變電站進行控制時所采用的控制系統基本都是微機集中控制，在正常運行過程中會存在較大的風險，因此，需要設計合理的電子繼電保護電位面，防止風險發生。

4.3 ?減小二次回路所受干擾

當前，雖然人們已經采用了一定的措施，來減少干擾對二次回路的影響，但是在變電站繼電保護二次回路中依然面臨著較惡劣的電磁干擾環境。因此，需要在電路設備中增加屏蔽板，來保護被保護回路的接地電容。除此之外，還有其他措施，本文不再一一贅述。

5 ? ?結語

綜上所述，需要采取各種有效的措施對繼電保護裝置的正常運行加以維護，從而保障人們的日常生活用電不會受到影響。

[參考文獻]

[1]朱德亮，韓少衛，曾偉華.變電站繼電保護電磁干擾問題分析[J].科技創新與應用，2019（35）：62-63.

[2]鄧兵華，何騰芳，戴亦，等.變電站繼電保護裝置抗電磁干擾問題的研究[J].通信電源技術，2019（3）：77-78.

[3]孫婷.烏魯木齊地區110kV桃園智能變電站繼電保護配置優化研究[D].北京：華北電力大學，2018.

[4]王鵬.高海拔地區繼電保護裝置可靠性的研究[D].西安：西安理工大學，2017.

[5]袁仁彪.500 kV變電站繼電保護抗干擾技術及其應用淺析[J].電工文摘，2015（6）：29-30，45.