摘要:近几年,随着经济以及技术的快速进步,我国在电网发展速度非常快,变电站也正逐步的迈进自动化时代。虽然目前电力系统正在高速的运行,但不得不承认在运行中过程中,还是会存在很多的弊端。由于这些干扰在很大程度上会导致监控以及继电保护设备不能正常的运行,因此我国需要加强对继电保护抗干扰技术的探讨研究,针对主要问题去分析,了解问题基础上解决问题。从而不断的探索出继电保护抗干扰新技术。
关键词:变电站;继电保护;抗干扰;技术
1.变电站干扰源的类型与传播方式
1.1干扰源类型
常见的干扰源类型主要包括:(1)接地故障。当变电站内部产生多相接地故障的情况时,就会引起部分故障电流流经变压器的中性点部位,至地网再经过架空地线回流至故障位置。强大的故障电流通过接地点至地网,进而使得地网的很多点产生相对高的电势差距,通常称其是50Hz的工频干扰,从而在很大程度上造成高频的保护遭受干扰。(2)电感耦合。隔离开关由于动作而导致的高频电流传输到高压母线时,一般使高压母线在四周形成一个较强的磁场。其中部分磁通会对二次电缆施加一个包围作用,所以,在二次回路中往往会因此感应出对地的干扰电压,最终给继电保护装置等带来干扰。(3)断路器导致的故障。断路器引起故障在直流控制的回路中的电感线圈断开的情况下,产生较宽频谱的干扰电波的可能性很大。而有人使用通信设备,例如,对讲机、移动电话等,一样会产生高频电磁场干扰。(4)雷电干扰。在雷击出现频率相对较高的雨季,由于变电站本身便属于一种强电环境,所以,其出现雷击事件的概率也相对较大,当户外构架或者线路遭受雷击时,会有一个特别大的电流施加给地网,当二次电缆屏蔽层接地在不同的接地点时,便会由于地网电阻的存在而导致屏蔽层生成一个瞬态电流,因此,有较大几率在二次电缆中生成一个干扰电压,该电压有可能通过测量设备传输给二次回路,施加干扰。
1.2干扰源传播方式
对于电磁干扰源而言,其常见的传播方式有两种,一种是传导干扰,另一种是辐射干扰。所谓传导干扰指的是以电容、电阻以及电感元件为传输介质进行传递干扰。所谓辐射干扰指的是以电磁波这一形式进行传递的干扰。一般情况下,干扰源作用形式以传导方式和辐射方式中的一个为主,然而,有些情况下,两者有可能共同发挥作用。在敏感设备回路中,电磁干扰所表现出的作用形式主要有两种,一种是共模干扰,另一种是差模干扰。所谓共模干扰指的是可以导致回路对地电位发生一定改变的干扰。共模干扰可以是直流导致的,也可以是交流导致的。所谓差模干扰指的是干扰于同一回路的两线之间来回反复地进行。
2.在变电站建设中对继电保护抗干扰技术的具体应用
2.1构造一些继电保护装置的电位面
继电保护装置均在控制室集中的情况下,应将连网的中心计算机、各套微机的保护与控制装置置于同一电位面,此电位面应联系控制室的地网,使得电位面的电位同地网的电位变化浮动能够处于一致状态,同时防止此电位面遭受地网地电位差的侵入,从而确保地网与微机设备间无电位差,达到通信可靠性的目的。各微机设备连接电位面时,应有相适应截面且专用的接地线,各组件不管是外部亦或内部的接地与零点位置均应使用专用连接线连接至专属的接地线上,然后将专门的接地线同保护盘的接地端子相连接,使得接地端子接至地网上的合适部位,继而形成一个电位面的网,能够屏蔽许多干扰。
2.2对回路进行电容串接处理
在高频通道中,对耦合动作的实现一般使用高频变量器来进行,此时需要在高频通道的电缆回路中接入电容器,通过串联的方式将它们连接起来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在变电站中,所有的高频电缆全都采用了将两点同时接入地面的措施,如果因某种原因导致变电站中的高压电网不慎发生了接地故障,会导致在接地电流传输到地网中的时候,高频电缆的两接地点的电位差和容易产生纵向的电位差,而纵向的电位差会对高频电缆的回路产生很大的干扰,容易造成收发信机的变量器产生饱和的现象,对发信机的信号发射功能形成干扰甚至破坏。要解决这个问题,需要对工频电流进行隔断处理,而对回路进行电容串接处理能有效地防止这种问题,成功阻隔工频电流,保证继电保护设备免受工频电流干扰。
2.3合理地进行接地处理
变电站内的接地网络两接地点之间的电位面往往不会相等,通常有电位差存在,而这个电位差会根据接地网收到的电流强度的变化而变化,如果接地网收到的电流越大,两接地点的电位差就会越大。在同一个回路中的相异点进行接地时,会导致地网中的电位差进入到回路形成分流,所以要合理地进行接地处理。在变电站接地作业时,可以将高频同轴电缆的接地作业在控制室以及开关厂两个位置分别作业。如果电缆只有一端与地面相连则会造成电缆的另一端产生暂态电高压,因为只连接电缆一端会引起电缆两端的电压不平衡而导致暂态电高压的产生,当暂态电高压产生于收发信机设备上时,会对收发信机的正常信号发射工作产生干扰,严重时会造成收发信机设备的损坏,进而引发事故。对高频电缆两端同时进行接地作业包括以下两个步骤:(1)在对开关厂进行作业时,要用分支铜导线将高频电缆屏蔽层和滤波器在二次设备上相连接,使用10mm2以上的绝缘导线作为连接线,实现接地功能;(2)在控制室里面的作业中,要将高频同轴电缆的屏蔽层和保护屏的接地铜牌使用多股规格为1.5~2.5mm2的绞铜线直接连接。需要注意的是,在进行控制室内接地作业时,一定不能仅仅连接了电缆屏蔽层和收发机基地装置,而忽略了保护屏接地铜牌的问题,不然会导致这一端的接地没有效果,从而对变电站继电保护设备的运行造成不良影响。
2.4降低电力系统中一次设备的各种接地电阻
为了有效的降低高频电流流入时所产生的电位差,则需要对电压互感器、电流互感器和避雷器等装置的接地电阻进行有效的降低,这样不仅可以使接地网变成低阻抗特性,同时可以在很大程度上降低变电站内部的地电差位,并可以使二次设备受这些接地电阻的干扰程度有所减少。
2.5分隔处理波滤器的一次线圈与二次线圈
对于防止雷电、开关操作对继电保护装置的干扰,可以将连接滤波器的一次线圈和二次线圈分隔处理,并且让二次接地点和一次接地点之间保持3~5m的距离。雷击或开关产生的高频电流经电容入地产生的高频电压容易对继电保护装置带来不利影响。在电容器接地点有高频电流通过时会在这个地方产生相当高的地电位,但地网能使高频地电位快速衰减,因此可以扩大二次回路的接地点与以此接地点之间的距离来降低接地点与二次装置间的电位差。使在电缆屏蔽层流动的高频电流大幅减少,从而控制对芯线带来的不利影响。
3.结语
当前,在我国的变电站建设中,为了保障变电站能够安全稳定地运行,广泛使用了继电保护设备。继电保护装置大都大规模应用了集成电路,使得设备体现出智能、高效、微型等特征,但这也导致这些设备对各种因素的干扰表现得十分脆弱和敏感,因此增强变电站继电保护系统的抗干扰能力显得十分重要。
参考文献:
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[2]浅析变电站继电保护抗干扰技术[J].刘健,王效妍,白梦.黑龙江科技信息.2015(32)
[3]浅析变电站继电保护抗干扰技术[J].南钰,杨浩宇.电子技术与软件工程.2015(18)
作者介绍:
黎俊,男,湖北通城人,南京理工大学电气工程及其自动化(电力)工学学士,单位,国网江苏省南京供电公司(江苏,南京)单位邮编:210000.研究方向:继电保护
论文作者:黎俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/15
标签:干扰论文; 变电站论文; 电位差论文; 回路论文; 电位论文; 电流论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第20期论文;