110kV變電站弱電系統抗干擾研究設計要點淺析

雒永鋒

摘 要：在人們的日常生活水平不斷提升過程中，電力資源起到十分重要的作用。變電站是電力資源系統最關鍵的組成部分之一。在變電站日常工作過程中，經常會受到多重因素的干擾，其將會生成瞬時的干擾電壓，同時經由靜電耦合與電磁耦合直接進入變電站二次回路，極易損害控制系統及繼電保護裝置。鑒于此，本文對110kV變電站弱電系統抗干擾研究設計要點進行分析，以供參考。

關鍵詞：變電站;防干擾;措施;設計

隨著科技的發展，物聯網在電力系統中的應用，變電站將會更加自動化、智能化和信息化，屆時變電站內會裝設有更多的微機保護裝置和信息技術設備，因此變電站內做弱電系統的防干擾意義重大。

1 弱電系統的構成

110kV變電站所有的高壓進、饋線回路均配置斷路器來開斷線路，斷路器采用微機保護裝置進行自動控制，因此站內裝設有大量的微機保護裝置;為了便于站內通訊以及變電站與電網系統、后期的變電站進行通訊，又需要裝設大量的信息通訊設備;變電站內計算機監控系統之間的通訊絕大多數是通過電纜來傳遞弱電信號，該弱電信號電壓約為十幾伏或幾伏、電流信號為幾安培，例如微機保護裝置中各門電路的邏輯“1”和“0”電平差僅2V。這些微機保護設備、通訊設備、通訊線纜對電磁干擾都是非常敏感的，但110kV施工變電站既有110kV、10kV高壓系統，還有1k的低壓系統，電磁干擾無法避免，因此變電站在設計建造安裝過程時，就必須提前做好防范措施。

2 點云數據濾波原理及抗電磁干擾系統的軟件實現流程

變電站弱電系統工作時點云數據的濾波模塊向磁場中發射激光束，形成密集的空間離散激光點云數據集合，這些點云數據集合可以覆蓋到整個變電站弱電系統的范圍內破壞各種電磁干擾信號波，以達到空間濾波的作用。點云濾波是空間范圍內的點云數據集合形成了一個密集的點云網絡，點云數據的空間網絡結構，如圖1所示。

變電站弱電系統的電磁干擾來自于多個方向，自適應陣列可以根據電磁干擾的方向選擇粒子的排列方向，以最大限度的破壞電磁干擾的程度。外界電磁干擾的方向固定，而內部弱電設備之間或強電與弱電設備之間的電磁干擾方向是不固定的，此時基于空間點云數據的自適應陣列可以調整天線的方向，以提高數字信號濾波的效果，由于點云數據集合都是以激光束的方式獲取，自適應陣列也采用自適應波束控制的方式，以降低輸出信號的功率，降低內部設備之間的電磁干擾程度。

3 干擾信號的分類

3.1 根據干擾信號頻率，可分為高頻干擾以及低頻干擾。①高頻干擾：具備比低頻干擾更高的無線電信號以及振蕩，還包含了如雷電沖擊波等擁有豐富頻譜含量的快速瞬變干擾。②低頻干擾：包含工頻、工頻諧波與頻率為上千赫茲的振蕩。

3.2 根據發源地，可分為外部干擾以及內部干擾。

3.3 根據信號源組成等值電路或者形態，可分為差模干擾以及共模干擾。①差模干擾：發生于回路兩線間的一種干擾，其傳遞的途徑和有用信號傳遞途徑是相同的。②共模干擾：發生于接地點和回路中一點間的干擾。

3.4 根據干擾信號所造成的差異性后果，可分為造成斷路器或者保護動作異常的干擾以及引發元器件或者設備損壞的干擾。在通常情況下，差模信號或者低頻容易引發保護裝置出現不正確的動作;而共模干擾或者高頻容易將元器件損壞。

4 防干擾措施

4.1 建立完善的質量管理體系

構建質量管理機構，將責任落實到位，確保每位施工人員都能肩負起自身應該擔負的義務，不斷完善物資檢驗制度，強化原材料的質量監督，明確檢驗標準及技術要求。再次，在施工之前要召開質量會議，要求分包商負責人、管理人及施工班組長積極參與，確保施工工序能夠達到驗收標準，質檢員確認簽字后方可開始后續工作，如果質檢員并未確認簽字，項目負責人可拒絕驗收，以此從源頭上杜絕質量問題的出現，還要落實好工程驗收工作，對發現的問題及時整改。

4.2 科學管理壓板定值

開展壓板定值管控工作，能夠結合110kV智能變電站實際運行狀況，運用智能化的管理方式，科學合理的設定壓板定值，進而保證壓板安全[2]，實現其高效平穩運行的目標。110kV智能變電站在實際運行過程中，禁止使用處于維護階段的設備，而是要使用功效準確、具有科學定值的設備，只有處于合格狀態下的設備才可以進行使用。

4.3 提升智能變電站操作人員的專業技能

在我國網絡信息技術與科學技術不斷發展的共同作用下，110kV智能變電站也在向智能化、信息化以及科學化的方向進行轉變[3]，在110kV智能變電站實際運行過程中，會運用到很多種不同的科學技術，如果想要全面提升110kV智能變電站運行的安全性，其維護人員以及操作人員就要充分發揮自身工作職責，不斷提升自身的專業技能，進而使110kV智能變電站的實際運行狀況滿足我國科學技術發展的趨勢。

4.4 防雷電流電磁干擾

電站配電樓采用柱內鋼筋作為防雷引下線，當屋頂的避雷帶遭到雷擊時，柱內鋼筋將瞬間流過數千安培的雷電沖擊電流，并在其周圍產生很強的電磁場，敷設在引下線周圍的電纜會在該強電磁場的作用下感應出涌流。因此，和微機保護裝置、信息設備相連的電纜在敷設時應盡可能遠離防雷引下線，避免電磁場和電纜內的涌流對設備造成干擾或燒壞設備。

4.5 電纜選擇

對強弱電的回路而言，往往不應該選擇同溝敷設電纜，而是需要選用不同的電纜溝進行敷設;如果存在殊狀況，電纜可采用鋁合金槽盒或者穿管等方式進行敷設。除此之外，變電站中全部二次回路都應使用阻燃帶鎧屏蔽電纜，屏蔽層在配電室或控制室同時接地，嚴禁采用電纜備用芯兩端接地的方法作為抗干擾措施。相應設置應當確保電纜的屏蔽層兩端保持接地。在此過程中，可以用纏繞銅線的方式處理電纜兩端的屏蔽層，同時旋緊上錫，并將其固定、連接于銅排。借助兩端接地屏蔽電纜，能把暫態的感應電壓壓制到低于原值10%。可以在相距幾百乃至千余米變電站、通信站間連接屏蔽電纜。

5 結語

變電站中的弱電設備運行環境十分復雜，為此提出一種基于點云數據的變電站弱電設備抗干擾系統設計，能夠發揮出點云數據在空間濾波和去噪方面的優勢，降低電磁環境下對變電站弱電設備產生的干擾和不利影響。

參考文獻：

[1]曹露.220kV及以上變電站繼電保護抗干擾研究[J].設備管理與維修，2018（23）：110-111..