變電站繼電保護交直流電源串擾成因及解決對策分析

陳茜

摘要：變電站的電氣設備在當前往往會存在著很多的故障和問題，受到了很多因素的影響，這些故障的存在，自然會給變電站電氣設備的正常運轉帶去不利的影響。繼電保護裝置交直流電源串擾引起保護誤動使得電網的安全運行陷入到了危險的境界之中。為了使得電力系統(tǒng)運行的安全可靠性可以得到進一步的保障和推動，本文的研究中，主要針對繼電保護交直流電源串擾產生的原因，給予解決的辦法，希望可以對當下電力系統(tǒng)的安全運行起到積極的借鑒意義。

關鍵詞：繼電保護;交直流電源串擾;成因;對策

電力系統(tǒng)電氣設備在運行的環(huán)節(jié)中，受到各種各樣因素的影響而發(fā)生故障和短路。而這其中不但有設備老化的影響，還有安裝工藝和操作環(huán)節(jié)失誤等，總之很多原因都可能會產生故障。這就使得變電站的安全穩(wěn)定性受到了威脅，不能按照正常的運行方式和運轉態(tài)勢來完成自己的工作。其中尤其是由交直流電源串擾所引起的繼電保護裝置誤動，會在一定程度上阻礙著正常供電環(huán)節(jié)的實現(xiàn)。出現(xiàn)繼電保護交直流電源串擾的根本原因是直流和工頻交流電源二者的同時存在。在本文的研究中，根據(jù)有關的理論和現(xiàn)實情況，對這一問題出現(xiàn)的成因進行分析，并給出解決的辦法。

一、繼電保護交直流電源串擾現(xiàn)狀和成因

從當前的實際情況來看，變電站采用的是同時向各種電氣設備提供直流與交流的方式。為了提高電源的可靠性，很多的交流電源都是在變電站完成配置的，并且使用的是電池組的形式。因為電力公司更加注重的是備用直流電源的保護，這也就使得直流電源的可靠性得到了保障，且直流電源的可靠性程度本身也是很高的。從功能上來看，其主要用于交換機中，僅僅起到的是輔助性質的作用，并沒有起到根本的、最大效果的作用。這是因為其實際的功率是比較小的，交流電路中很多電感部件在操作中，會使得電壓增加，這樣會讓直流電源電力系統(tǒng)受到干擾。

如果受控斷路器的開啟時間為空白，斷路器就是理想化的斷路器，可以發(fā)揮出應有的效果和作用。如果受控斷路器不是理想的斷路器，可能會發(fā)生整個控制回路呈現(xiàn)出不穩(wěn)定趨勢的現(xiàn)象來，這對于整個環(huán)節(jié)的運行和其中各個部分各自的運行都有著極大阻礙。這時，如果斷路器兩段的瞬態(tài)過電壓值超過了跳閘值，就會發(fā)生電流被中斷的現(xiàn)象，因為是受到了電弧點火的影響才有了這種變化的出現(xiàn)。在以上這些現(xiàn)象的闡述中，如果斷路器斷開，發(fā)生瞬態(tài)過電壓，且這一電壓超過了擊穿電壓的話，新的電弧的出現(xiàn)會使得整個電路的運轉極不平穩(wěn)。在對電容器充電的過程中，也有可能發(fā)生反向放電的情況，這就會出現(xiàn)開關的損耗，最終走向癱瘓的態(tài)勢。

二、繼電保護交直流電源串擾解決對策

2.1設計解決方案

變電站繼電保護交直流串擾問題給變電站的影響一直存在，并且給變電站的維護和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了極大的難度和不良影響。且實際上來看，這種現(xiàn)象的存在，想要從根本上解決這些問題是很難實現(xiàn)的。在實際的操作環(huán)節(jié)中，要想避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要安排專業(yè)的人員來專門處理這件事，但是這樣的辦法終歸不是長久之計，也不可能避免事故不會再次發(fā)生。本文的研究所提倡的是發(fā)揮出直流電源的作用，使用其充當交流電源的替代品來作為繼電保護電源，主要的操作方式有以下兩種：

2.1.1將驅動設備進行更換，也就是交流的設備更換為直流的。當前很多交直流電源出現(xiàn)穿擾的問題，都是因為直流和交流的同時存在所帶來的，所以如果對設備予以更換的話，就會讓這一問題的出現(xiàn)得到避免。但是另一角度來看，直流設備的應用在當前的市場上還是存在著使用范圍過小的問題，也是還存在著直流設備流量小的問題。所以想要購買到直流設備本身就很困難，當前的市場上對于直流的銷售也是沒有辦法進行大力的推廣。這也間接導致這方面的專業(yè)人才數(shù)量很少，如果設備發(fā)生了損壞的問題，都沒有辦法及時地找專業(yè)的維修人員來處理。

2.1.2將直流電源進行逆變。其主要是通過逆變的形式，將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡缓笥糜谡彰鞯仍O備的使用當中去。因為交流線路較長的話，會更加容易發(fā)生安全性的問題，也會使得事故發(fā)生的概率和所造成的后果的嚴重性得到提高。因此逆變器的存在，可以有效地解決電源串擾問題，并讓這一現(xiàn)象的發(fā)生得到控制。通過以上所述的解決辦法可以看出，逆變器的使用也不是萬能的，同時也不是在任何的情況下都能發(fā)揮出理想化的效果，因為其還是存在著諸多的問題。所以，需要采取合理有效的措施，對其開展一定的保護。我國當前的實際操作環(huán)節(jié)中，也開展了很多安全保護的措施，這也比較符合當前我國的國情。

2.2逆變器對交直流電源的影響

2.2.1當某個交流節(jié)點和接地點相通時，這一側會出現(xiàn)單點接地的現(xiàn)象，直流電處于閉合的狀態(tài)中。同時由于系統(tǒng)有很大的電阻，就算是接地，產生的電流也很小。這時閉合會對接地電流產生影響，大小和方向都是會受到一定程度的影響，且隨著時間和周期的變化，電流也會呈現(xiàn)出不平衡的現(xiàn)象。

2.2.2當逆變器中的兩個節(jié)點都與接地點相通時，就會出現(xiàn)多個回路的形成情況，在之后的接地電流和上述的情況所呈現(xiàn)出來的表現(xiàn)方式會有著極大的差異。這時的電流會變得異常的大，所以逆變器的另一半，就算是在直流系統(tǒng)的那一邊的電流，也會處于不平衡的態(tài)勢中。

2.2.3當交流側發(fā)生交直流電源串擾，交流側會出現(xiàn)短路的情況，直流側就會有大量的沖擊電流得以形成，電流數(shù)值也呈現(xiàn)出急劇地上升趨勢。

2.3對繼電保護交直流電源串擾問題的具體解決方法

2.3.1瞬時過電流保護方法。在以上的闡述中提及過，優(yōu)勢逆變器的節(jié)點會和接地點相接觸容易發(fā)生短路的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種問題會使得直流段的電流出現(xiàn)過大的趨勢，此時可以使用電流保護的方式。當瞬時的電流增大，裝置可以憑借自己的能力切斷電流，停止逆變器的工作，避免設備出現(xiàn)故障的情況，讓設備可以實現(xiàn)正常的運轉。

2.3.2過載保護。在直流端安裝一定設備，當這端的負荷超出了許可的數(shù)值之后，逆變器也會停止運行，并及時地給予信號和報警，可以在這時采取合理的措施，避免事故的發(fā)生，也避免會有更多損失的出現(xiàn)。

三、結語

本文的研究中，主要分析了變電站繼電保護交直流電源串擾問題出現(xiàn)的原因，并且指出其出現(xiàn)這種情況的根本原因就是直流電和交流電的同時存在，所以要想解決這一問題，可以推廣變電站繼電保護裝置電源的單一化，對于直流電源可以使用逆變器來予以代替。這樣才會減少事故發(fā)生的概率和頻率，保障繼電保護的系統(tǒng)的正常運作。

參考文獻

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