摘要：电厂发电机制相对比较复杂，在电能产生之后需要变电站进行升压或降压才能保证日常的供电。这时如果电气设备出现故障，尤其是电气二次设备的故障会直接导致电网崩溃，进而造成严重的不良影响。近年来，我国的电气设备故障主要是由于雷击干扰造成的，所以防雷与抗干扰措施的作用被进一步的放大。本文就针对电气二次设备的防雷与抗干扰措施进行深入探讨。
关键词：电气；二次设备；防雷；抗干扰
我国电力行业发展的速度越来越快，而且在电力系统建设方面也逐渐趋于完善，尤其是自动化的设备以及应用系运用，有效提升电力系统的工作效率，同时对电力系统中各个元件精度提升也带来积极作用。其中在防雷方面需要引起高度注意，二次设备中线路、接地线路以及通讯线路作为雷击进入重要途径，不仅可以提升雷击的概率，而且还会对电力系统的安全性带来威胁。因此，为了进一步提升二次设备可靠性，需要加强对二次设备防护工作。在本文中主要分析电气二次设备防雷及抗干扰的方式，希望能够对电力系统的安全性提供帮助。
1、电气二次设备防雷保护
电力二次设备主要是指那些在变电站中对一次设备的工作进行监测、控制、调节以及保护的电压电气设备，例如，熔断器、控制开关、继电器、控制电缆以及自动装置等设备。电气二次设备一般都是在干扰强度较高的电磁环境中运行，现阶段我国的电力二次设备一般只做了接地的处理，在防雷和抗干扰方面的水平还不够，很容易受到雷击的影响导致出现设备的故障问题。如何解决电力二次设备的防雷问题是目前我国变电站要解决的首要问题。
1.1电源系统的防雷保护
安装在变电站内的二次设备大多采用交直流电源为其设备供电。在其整流装置中一般都有较大容量的滤波电容，对瞬态过电压冲击有一定的吸收作用。变电站用变压器低压侧到变电站用馈电屏用的是屏蔽电缆接地设备都性能稳定。由于其工作和保护接地都与其它电气设备使用同一接地装置，且都处于间接雷区，强大的电磁脉冲加之高压而的残压，使变电站在受到雷击时，通过线路藕合和地电位升高而造成的反击过电压依旧存在，所以说，必须对设备的自动化设备的供电回路进行过电压保护。电源系统的防护主要是抑制雷电及操作在电源回路上产生的浪涌和过电压。保护措施主要包括:（1）多级引流保护，即SPD保护。SPD就是一种快速的电子开关，雷击时，开关闭合，通过SPD的接地线将雷击过电流引入地下。通过不同级别的SPD配合，可以逐渐降低雷击过电压，以保护各类二次设备;（2）等电位连接。这个不用赘述，大家在各类文章及规范中都已了解;（3）屏蔽。二次设备连接所用电缆均采用屏蔽形式，这种形式对抗高频电磁干扰有很大作用。
1.2系统通信接口的防雷保护
通信接口过电压防护同电网供电系统相比，此回路对过电压的敏感程度要高得多，且这些设备在有过电压的情况下显得非常脆弱，设备的绝缘耐受水平也相当低。与这些设备相连的有信号线、数据线、测量和控制线路，并且这些线路基本上是处于LPZOB区域，也有穿过LPZOA区域的，线路上的感应过电压相对较强，根据IEC的测试，当电磁场强度增大到0.07GS时，微型计算机设备将产生误动，丢失数据。而且这些回路运行的安全与否直接关系到一次系统设备的安全，因此需对重要回路的接口进行过电压防护。自动化变电站基本采用无人值守，对一次回路的各种保护、测量、控制、调节信号通过光纤、数据通信网络或载波向远方传送数据。如果采用载波，由于载波机与微机自动化装置的信号连接线路相对较长，在变电站附近或变电站遭受直接雷击时，处在LPZOB区的通信线路将感应出较强的感应过电压，因此必须在靠近微机自动化装置的信号接口端加装信号避雷器，同时处在LPZOB区并延伸到LPZOA区的通信线路非常容易感应上雷电过电压，也必须加装信号避雷器。
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2、电气二次设备抗干扰措施
2.1微机保护装置的概述
现阶段，自动化变电站当中都是采用微机监控系统和微机保护，微机保护装置的硬件一般是使用大规模的集成电路，具有较高的抗干扰能力，在保护电气二次设备的精度和速度方面相比传统的保护装置有极大的提升。另外，目前的微机保护装置都是直接接入互联网高速通信接口，极大的提高了电气二次设备保护的通信速度以及其可靠性，在实际的使用过程中，可以利用主机对保护调试以及系统故障的记录。不仅如此，微机保护装置还有许多的优点。维护调试方便，一般的微机保护装置都具有自动诊断功能，能够对变电站中的各个设备进行自动检测，如果设备出现问题，微机保护装置会在第一时间内发现并且发出警报，利用微机保护装置能够极大的减轻电气二次设备的维护以及检修的工作量。可靠性高，由于微机保护装置都是在计算机的控制之下进行的，具备自动识别，自动纠错的能力，通过程序化的管理能够极大的提高微机保护装置的可靠性。另外，微机保护装置能够实现故障录波，在保护线路的同时还能够提供测距计算。在设备正常运行的时候能够显示出设备运行的各种参数，在设备出现问题的时候也能够显示出设备出现的问题，并且提供出解决的方案。采用微机保护装置能够解决传统保护中许多的技术难题，但是由于微机保护装置都处在工作电压较低的环境中，各种外部因素的干扰很容易对危机保护装置产生影响，必须加强对微机保护装置的保护，防止外部干扰影响整个微机保护装置的性能。
2.2干扰源
由于变电站的电气设备都处于同一电力系统，在实际的运行过程当中，可能由于其他电气设备的改变或者是故障引起了电磁振荡，这样会波及到许多其它的电气设备，甚至会导致其它的电气设备损坏。但是变电站本身就是一个电磁干扰源，在实际的发电过程中会产生各种电磁干扰。变电站的干扰源主要有电磁耦合干扰、射频干扰、雷电干扰、短路电流、二次回路操作干扰、对讲机和通信设备干扰以及装备内部的电子干扰。在电力系统当中的电磁干扰类型多种多样，所以电磁防护工作也是非常困难的。
2.3电气二次设备的硬件抗干扰措施
电气二次设备的抗干扰主要是从硬件和软件两个方面来进行。其中，电气二次设备从硬件上抗干扰的措施主要有接地、装置电源抗干扰以及二次回路抗干扰等三种方法。接地是将电气二次设备的外壳屏蔽接地，安全的接地能够保护设备使用者的人身安全。例如柜门、机箱盖板都应该选择准确的接地点与大地进行可靠导通，用专用的接地线将电气二次设备与大地连接起来，通过这样的方式能够保障电气二次设备的使用安全。电气二次设备的内部都有电位存在，大部分的电气二次设备地电位有一个专门的接地连接位置，在使用设备之前必须将这个接地连接位置与屏内接地排相连，因此必须将电气二次设备的外壳与屏内接地排相连接。对于装置电源的抗干扰措施主要是采用UPS来控制工作电源的稳定，在使用的过程中尽量采取直流电源来保证供电电压的波形稳定。另外，应该利用隔离变压器来防止共模干扰，在设计输出回路的时候尽可能使输出回路短，使用较大的电缆芯能够减小压降。对于电缆的屏蔽层的安装应该使用具备屏蔽层的控制电缆，同时将屏蔽层的开关和控制室两端接地。
3、结语
电力资源的安全与稳定直接影响着社会发展的稳定，而自动化变电站在运行过程中也需要注重电气二次设备的抗干扰能力与防雷能力，减少因外部因素产生的各类系统问题，减少可能产生的故障，为电气设备的安全运行提供技术支持。
参考文献
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[3]姜建平，盖雪.电力系统变电二次设备的防雷问题分析[J].城市建筑，2016（29）：305.
论文作者:李泽龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：设备论文; 过电压论文; 抗干扰论文; 微机论文; 防雷论文; 变电站论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第19期论文;