基于變電站繼電保護的抗干擾能力分析

陸學兵

摘要：在新時代下，國家經濟建設取得了可觀的成果，尤其是在電力需求量劇增的同時，電網的覆蓋率越來越大。在此情況下，變電站的建設也在不斷的進行，數量、規模都在擴大。在變電站中，主要以自動化設備和繼電保護裝置為主，所以對于穩定性有著極高的要求。但是，從實際情況上來看，由于變電站處于特殊環境下，接觸到的干擾因素較多，非常容易出現故障或者異常情況。因此，若想提升自動化設備和繼電保護裝置的可靠性，就必須強化變電站繼電保護的抗干擾能力。

關鍵詞：變電站;繼電保護;抗干擾

在當下，我國的電力事業正處于蓬勃發展的階段，在變電站的建設上，對于自動化設備和繼電保護裝置，實現了進一步的優化和改進，功能越來越強大。在變電站中，其抗干擾能力主要是通過繼電保護裝置來實現的，這對于電力系統的平穩運行，有著直接的影響[1]。因此，針對這些干擾因素，必須制定合理的解決方案，提升變電站繼電保護的抗干擾能力。對此，本文基于變電站繼電保護的抗干擾能力進行了探究。

一、變電站繼電保護概述

（一）變電站繼電保護概念

從電力系統運行的角度上看，若是系統出現故障或者異常情況，繼電保護裝置則會自動進行分析和判斷，以及做出反應，清除故障，亦或者對故障進行隔離。

（二）變電站繼電保護作用

首先，保證電力系統的正常運行。在電力系統運行的過程中，特別是在出現問題后，繼電保護裝置能夠及時地做出反應，對故障進行自動的識別和判斷，排除故障，或者將異常情況分隔出來，確保電力系統能夠處于正常的運行狀態[2]。

其次，降低故障帶來的不利影響。在變電站中，若是出現故障或者異常情況，繼電保護裝置就會立刻做出反應，自動發出警報信號，工作人員就能及時發現故障，并排除故障。特別是電力系統非常地龐大，還具有關聯性極強的特點，如果某個部分出現問題，則可能會對整個電力系統的運行造成影響。繼電保護系統就是用來解決這個問題的，降低故障帶來的不利影響。

二、干擾源類型

（一）接地故障

在電力系統運行的過程中，特別是在變電站內部中，如果出現單相（多相）接地故障，那么故障電流就會沿著“變壓器中性點位置—地網—架空線”這個路線，流回故障點[3]。但這并不是重點，重點是在故障電流進入地網后，各電網之間就會產生較高的電位差，即50Hz的工頻干擾。此時，就會對高頻的保護造成干擾，導致電力系統運行不暢，影響供電工作的正常運行。

（二）電感耦合

在變電站中，對于隔離開關，若是操作不規范，就會產生高頻電流，而在這個高頻電流過高壓母線時，在母線的周圍，就會產生一個強大的磁場。在這種情況下，一部分的磁通，就會對二次電纜進行包圍，最終形成一個包圍作用。此時的二次回路中，會明顯的受到對地電流的干擾，最終傳遞到繼電保護裝置，影響其保護作用的發揮。

（三）斷路器導致的故障

該種故障是指直流回路中的電感圈，出現了意外斷開的情況，其較寬頻譜的干擾波出現了變化。此時，如果出現嚴重的異常情況，干擾波可能會達到50Hz。此時，在通信設備的使用中，引起高頻電磁波，對通信設備進行電磁干擾，最終影響通信的正常進行，這種情況在人們的日常生活中時有發生。

（四）雷電干擾

雷電干擾這種干擾源，常出現于雨季。由于變電站本身就處于強電環境下，若是進入雨季，這種雷電干擾的概率也會增大。若是戶外架構或者線路遭遇雷擊時，在變電站周圍會形成一個較大的電流，并施加給地網，在二次電纜屏蔽接收到不同的接地點時，屏蔽層就會形成一個瞬態電流，對二次電纜產生干擾，并通過測量設備傳至二次回路，對原有的繼電保護進行干擾。

三、變電站繼電保護的抗干擾能力分析

（一）對繼電保護設備進行等電位面建設

在電力系統運行正常的情況下，為了實現繼電保護裝置微控系統的可靠性，則需要將內聯網的中心計算機、各套微機的保護與控制裝置等，處于同一電位面。在繼電保護設備中，為了避免地網電位差的竄入，則需要聯系控制室的地網，使其與等電位面連接，才能夠保證二者的電位面保持一致。對于其他保護設備，其各組件內外部的接地點，必須使用專用連線，并通過專用的接地網，與為空時的接地線進行連接。在這種情況下，就可以有效地實現微控系統與接地面處于同一個等電位面，減少電位差對二次設備的影響。

（二）對一次設備的接地電阻進行降低處理

在變電站建設的過程中，降低一次設備的接地電阻，則能夠有效地減少電磁干擾。所以，在選擇繼電保護裝置時，如避雷針、電壓互感器等，要盡量降低一次設備的接地電阻，減少電阻帶來的不利影響。另外，針對高頻電流引起的電位差，需要從強化接地網的抗阻能力出發，實現變電站內部電位差的降低，有效地減少其帶來的消極影響。

（三）合理地進行接地處理

從電力系統的運行情況上看，位于變電站內部的接地網絡，特別是兩接地點，具有的電位差，通常是不會保持一致相等的，而且這個電差，還會隨著電流強度的變化，產生變化。此時必須進行接地處理，才能夠保證不受干擾。所以要合理地進行接地處理。在進行接地作業時，就要充分地考慮到保護屏接地銅排的問題，針對其對繼電保護設備造成的影響，制定合理的解決方案。對于高頻電纜兩端，如果想實現同時作業，則需要滿足兩個條件：第一，對于開關作業，需要使用分支銅導線，將高頻電纜屏蔽層與濾波器，在二次設備上進行連接，此時使用的連接線，必須是10mm2以上的絕緣導線，才能夠實現其接地功能;第二，對于微控制的作業，需要使用多股規格為1.5～2.5mm2的絞銅線，對高頻同軸電纜的屏蔽層和保護屏的接地銅牌進行直接連接。在這個過程中，特別需要注意的是，必須注意不能忽視保護屏接地銅排的問題，避免對變電站的繼電保護設備造成不良影響。

（四）分隔處理波濾器的一次線圈與二次線圈

在電力系統運行的過程中，針對雷電干擾、電感耦合這些故障時，則需要將連接濾波器的一次線圈，與連接濾波器的二次線圈，進行分開處理，最好保證二次接地點與一次接地點之間的距離，保持在3～5m之間。由于雷擊或者開關操作不當，也會產生高頻電流，當這個高頻電流通過電容，進入地網后，此時會產生高頻電壓，干擾繼電保護裝置的正常運行。另外，當該高頻電流通過電容器的接地點時，此時會產生較高的地電位，導致地電位快速的進行衰減。因此，對二次回路接地點與此接地點的距離，進行擴大，就可以有效地實現降低電位差的目的，避免產生干擾影響。

結束語

在今時今日，我國電網的建設日趨完善，對于繼電保護設備的應用越來越廣泛。在應用繼電保護器裝置時，大部分電力企業一般會選擇大規模的集成電路，借此來提升繼電保護器設備的智能性、高效性。然而，這些設備非常容易受到干擾，因此對于變電站的建設，必須對其內部的自動化設備和繼電保護裝置進行改進，全面提升繼電保護系統的抗干擾能力，實現電力系統的穩定運行。

參考文獻：

[1]張向敏.高壓變電站繼電保護抗干擾技術[J].電子技術與軟件工程，2019（07）：218.

[2]曹露.220 kV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.

[3]張敏.淺談微機繼電保護的優點及抗干擾措施[J].中國設備工程，2018（16）：177-178.

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