摘要：随着计算机技术以及网络通信技术的不断发展，变电站微机综合自动化保护系统在电力系统中的应用越来越广。变电站微机综合自动化装置分为微机保护与微机监控两部分，文章主要论述了微机综合自动化保护系统的设计与实现。
关键词：变电站；微机综合自动化保护系统；设计
1微机保护的原理
微机保护装置应该具有一定的抗干扰能力，同时这些装置本身不可以对周围的电子装置产生电磁干扰。微机保护装置不仅要求自身有较高的性能，同时要求可以抑制电子线路之间的相互干扰，尤其是高频数字、模拟混合电路，即应有良好的电磁兼容性。
2 综合自动化变电站内电磁干扰产生的原因
由于发电厂和变电站本身就是一个强大的电磁干扰源，在正常工作和出现故障时，都会产生各种电磁干扰。同一个电力系统内的各种电力设备，无论是改变运行方式，出现故障或进行开、关等操作时，都会引发电磁振荡，这些电磁场的波会对很多电力设备的工作性能产生影响。电磁干扰主要表现在一次设备与一次设备、一次设备与二次设备、二次设备与二次设备之间，包括工作频率、谐波、冲击和高频振荡。
1）开、关操作引起电磁干扰；
2）二次回路的操作引起电磁干扰；
3）短路产生的大电流对二次设备产生干扰；
4）大型变压器、发动机和电动机、高压导线等都会产生射频干扰；
5）雷雨天气时会产生雷电干扰，雷电流最高可达200KA，经避雷器导入地面，使得地面上的电网电位分布极不均匀；
6）电力系统一次设备和二次设备之间不断发生电磁的耦合，会产生耦合干扰。
3 综合自动化变电站微机保护抗干扰的原理
抵御电磁干扰的一个基本理念，就是设计一个合理的能够最大程度抵消电磁场量的方案。要想实现自动化变电站微机保护系统抗干扰的要求，应该找到干扰源抑制、削弱干扰源，切断电磁耦合的所有路径，降低电力设备对电磁干扰的敏感性。外部干扰源产生于不受控制的自动化变电站的外部，基本上是无法将其消除的，但是可以对其进行抑制。
3.1 屏蔽
1）电机设备与自动化系统的输入输出的连接电缆的两端有屏蔽部分，也可以对电磁干扰有一定的削弱作用；
2）电机设备内部，某些自动化系统中的某些互感器中有可起到相当明显的削弱干扰作用的屏蔽部分；
3）电机的机箱或机柜的电力输入端对地接一个耐受高压的小电容，可有效抑制外部的高频干扰，在有效遏制电流变化是对微机保护的干扰上取得了显著效果；
4）变电站系统所使用的金属材料也可以对干扰起到一定程度的屏蔽作用。
3.2 与地面连接
1）虽然将电气设备与地面连接是以防雷击为主要的目的，但是也可以在减弱电磁干扰方面起到一定作用。
2）二次系统接地可从工作和保护两大方面出发。工作接地可以有效保证电机设备电流的稳定性，从而减少干扰的发生。而保护接地是采取的辅助手段。
3.3 隔离
采取合理的隔离措施，可以减小传到系统的电磁干扰。
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1）由于在电力企业中各个仪器如应用自动化所用到的各种计算机系统所采集到的数据，大部分来自于最初系统的各个电气设备经过一定变化产生的，并经由强电回路输出，并不能直接流入自动化系统，必须经过隔离变压器的有效隔离，并且隔离变压器一次、二次之间的屏蔽层必须配合接地措施，才能有效起到屏蔽效果；
2）自动化系统开关量的输入和输出，主要是受断路器、隔离开关的辅触点和主变压器分接头位置等的控制。并且这些开关都处于强电回路中，如果将这些开关都与自动化系统直接连接，就会引入强电磁干扰。因此，要对光电耦合装置或继电器触点进行隔离；
3）其他隔离的手段主要有：在二次回路中在布置线路时应采取隔离措施；信号线的传输应进行分类使用；并且传输信号的电缆应与其他用途的电缆分开使用；给电气设备中的二次设备配导线时，需注意避免各回路的相互感应所引起的干扰。
3.4 雷电天气加强保护的措施
加装雷电过电压保护装置是消除系统内模拟量输入通道干扰的主要手段之一。
3.5 计算机导线抗干扰
由于绝大多数的微机保护抗干扰系统和其他一些电气设备其供电电源线通常采用民用电流,任何因素对电网造成的冲击、电压和频率的大幅波动都可直接或间接影响微机系统的正常运行，甚至会造成计算机死机，其中计算机的电源导线是计算机受到干扰的主要途径。所以，对计算机交流供电系统的抗干扰措施的大力实施至关重要。
4 变电站微机综合自动化保护系统的设计
1.一次变配电设备的设计
首先选择变压器，变压器分主次之分，一般的主变压器采用户内布置干式变压器，例如SG10-1250KVA变压器，主要有过流保护、高压零测序过保护、低压侧反时限零序过流保护、小电流接地保护、F-C过流闭锁出口、负序过流保护、瓦斯等非电保护等功能，并且能够同时进行10路外部开入遥信的功能；其次是选择高压开关柜，变电站的高压开关柜通常都是安装在真空断路器中，因此常选用真空气体剧院金属封闭开关，例如KYN28-12型真空气体绝缘金属封闭开关柜；最后是选择低压配电屏，低压配电屏通常是安装在全封闭金属铠装移开式开关柜中的，如低压GCS型开关柜。
2.机电保护装置的配置与二次回路
根据变电站的微机综合自动化保护系统的整体设计原则，以及对设备类型的要求，然后对我国多家生产变电站微机综合自动化保护装置的性能，充分的考虑设备的价格、前瞻性、经济性以及售后服务等方面的因素，再结合相关的关键技术指标，进行微机综合自动化保护装置的设计。
3.通信子网构成
微机综合自动化保护系统通信子网，现在通常应用的是以太网，在变电站层一般采用100M以太网，间隔层使用10M以太网。间隔层的保护装置、测控装置、自动装置等具备以太网接口的设备直接接入间隔层以太网，其他分部布置的设备通过规约转换、测控装置或低压保护装置接入间隔层以太网，根据设备所属的间隔和物理位置链接到适当的间隔层集线器，然后再将所有间隔层集线器接入变电站层集线器。对于可靠性要求高的变电站的自动化系统，可采用双重化的以太网来确保单一故障时不损失任何功能。对于站点较多的变电站，变电站层可采用交换性集线器，将间隔分成若干子网，限制每个冲突域的站点数量不致过多，以确保系统响应速率。
5结论
随着综合变电站自动化的水平不断提高，大量的计算机和互联网通信技术的使用使变电站自动化系统的抗干扰能力也有了很大的进步。但是，对于抗干扰工作的进一步加强和改进，我们要做的工作还有很多，可以说是任重而道远。我们既要保护现有的仪器设备和电气自动化装置，又要继续加大力度去争取更加先进的技术，学习更加先进的理论知识。在对现有知识结构的不断深化的前提下，也要继续吸取更多领域的精华，将其融会贯通，应用到变电站自动化微机保护抗干扰系统中来。本文较全面的阐述了自动化装置抗干扰的原理，也揭示了各种干扰源产生的原因，并给出了如何继续加强抗干扰工作的几点建议，希望以此作为业界各个工作岗位有意义的参考指导。
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论文作者:1邵淑敏,1张英杰,2胡亚琦,3秦振华,2张学忠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：变电站论文; 微机论文; 抗干扰论文; 干扰论文; 设备论文; 系统论文; 电磁干扰论文; 《电力设备》2017年第29期论文;