国网安徽省电力公司南陵县供电公司 安徽南陵 242400
摘 要：变电站发挥着变换电能和分配电能的作用，处于电厂与电能用户之间的中间环节。当变电站运行中，就会有强大的电磁场产生，对二次设备造成严重的干扰。继电保护装置受到电磁干扰后，就会影响到起保护功能的正常发挥。对变电站继电保护抗干扰技术进行研究是非常必要的。
关键词：变电站；继电保护；抗干扰技术
干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。从广义上讲，机电一体化系统的干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、声波干扰和振动干扰等等，在众多干扰中，电磁干扰最为普遍，且对控制系统影响最大，而其它干扰因素往往可以通过一些物理的方法较容易地解决。在经济社会不断发展的过程中，电能的需求量也在不断增加，并为电力系统增加了更多的运行负荷。因此为了提高变电站的电力系统安全运行，不断的探索继电保护抗干扰技术。
一、概述
高压变电站是一个具有高强度电磁场环境的特殊区域。装在变电所内的继电保护和自动装置以及监控系统连续受到正常运行情况下和某些特殊偶然情况下产生的强电磁场干扰。变电所一次回路强电磁干扰和二次回路本身的电磁干扰，通过感应、传导和辐射等途径引入到元器件上。当干扰水平超过了装置逻辑元件和逻辑回路的干扰水平时，将引起装置逻辑回路的不正常丁作，从而使整个装置的工作不正确，另外，由于各种干扰而使变电站自动化设备产生大量垃圾信息，严重影响了运行人员对站内设备的运行监视及操作，增加了值班人员的劳动负担。影响了事故的分析与处理，因此，变电所的电磁干扰和继电保护与自动化装置的抗于扰就成为一个很重要的问题。
二、对变电站继电保护造成干扰的干扰源类型
2.1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。
2.2电感耦合类型
某些情况下，隔离开关由于动作产生雷电电流通过高压主线，在周围形成磁场。而二次电缆会被某些磁通包围，进而在二次设备回路里形成对地的干扰电压，严重时，将传到其他二次设备端口上（例如：继电保护设备），因此导致变电站继电保护受到干扰。
三、变电站继电保护干扰分析
3.1高频干扰
变电站内对二次回路及二次联接设备产生高频干扰的重要来源有：断路器的合闸、隔离刀闸带电操作空母线（例如旁路母线）等。对于隔离刀闸向空母线充电可以等效为隔离刀闸合闸于不带电的纯电容负荷。隔离刀闸带电合空母线在开始闪络拉弧的初始阶段将产生200～300／s的再点弧过程。每次都将产生前沿很陡的电流与电压波，这些波沿母线传播，并经母线终端或各种电容器设备注入地网（例如电容式电压互感器），行波在每一个断点处都产生反射，从而产生各种高频振荡，其频率范围一般为50kHz～5MHz之间。这些高频振荡与二次回路耦合会感生出强烈的干扰。
3.2辐射干扰
在手机、对讲机的附近会产生强辐射电场和相应的磁场，变化的磁场会在附近的半导体器件回路中将感应高频电压，形成了一个假的信号源，在经过整流后可能将数字回路的逻辑电位偏移甚至造成逻辑混乱，研究表明，在一些目前仍被广泛运行的收发讯机、录波器1m范围内使用手机、对讲机，收发讯机会启动，同样录波器也会启动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可见辐射对继电保护装置也是一个重要的干扰源。
3.3工频干扰
当变电站内发生接地故障时。会在变电站地网中和大地中流过接地故障电流，通过地网的接地电阻，使接地故障后的变电站地网电位高于大地电位，该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小，按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电流10V。
3.4直流干扰
对于直接电源的干扰主要有两个方面：直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断与恢复。因为抗干扰电容与分布电容的影响，直流的恢复可能极短，也可能较长，在直流电压的恢复过程中，电子设备内部的逻辑回路会发生畸变，造成继电保护功能紊乱而引起误发信号，误输出跳闸命令的错误动作行为；因外部原因致使直流回路中窜入交流分量，这种情况对经长电缆自变电站引入保护装置的控制及信号回路都有很大的影响。也就是说直流电源中一旦串入交流成份，便会影响继电保护设备的动作行为，对系统的稳定造成很大的破坏。
3.5静电干扰
在干燥的环境下，工作人员的衣物上可能会带有高电压，在穿绝缘鞋的情况下，他们可以将电荷带到很远的地方，所以当工作人员接触电子设备时会对其放电，放电的程度依设备的接地情况，环境不同而不同，严重时会烧毁电子元件。
3.6雷击干扰
雷击对变电站的一次、二次设备都产生很大的影响。有研究结果表明，对于干扰而言：雷击相似于幅值平均为25kA的冲击型电流源，其上升时间从1μs到大于50μs，衰减到一半幅值的时间从几十微秒到几百微秒不等。无论雷击在变电站的什么部位上，最终的雷击波都将经变电站母线四面传播，并经避雷器入地。由于电与磁之间的耦合，会在导线与地面之间产生干扰电波，这种干扰在屏蔽电缆中感应的电压波形决定于电缆本身的谐振频率。对于普通的屏蔽电缆，在严重雷击时其干扰将超过1kV。雷击的另一重要影响是雷击电流流入大地后产生的暂态地电位升高。当变电站接地部位直接雷击或雷击电流经避雷器入地时，高频电流会因为地网的高电阻，从设备到地网接地线的接地阻抗等等引起的暂态地电位升高。
四、变电站继电保护抗干扰的措施
通常而言，阻止干扰进入弱电系统，这是最基本的抗干扰方法。一方面，能够采取对设备的硬件进行改善的措施，增强弱电系统的抗干扰能力；另一方面，可以经过屏蔽和隔离来断绝干扰的传播路径。现提出变电站继电保护抗干扰的措施：
4.1把高频同轴的电缆在控制室和开关场两端分别进行接地
假如在一端对高频的同轴电缆进行接地，则空母线受隔离开关的支配，势必在另一端产生瞬间的高电压。这就加大了设备某个端子出现高电压的可能性，从而影响到设备的常规运转。
4.2降低电力系统中一次设备的各种接地电阻
降低诸如电压互感器、电流互感器以及避雷器的接地电阻，不仅能够减小高频电流流入时所形成的电位差，而且可以构成具有低阻抗特性的接地网，使得变电站内部的地电差位降低，从而减少二次回路设备受到此些接地电阻的干扰程度。
4.3其它抗干扰的措施
鉴于以上所提出的抗干扰措施都有较大的工作量，我们仍能够通过以下措施进行变电站继电保护的抗干扰：①在收发信机回路，我们可以设置2-5s的延时，隔断外部的干扰致使的误停信，进而防止区外出现故障时跳闸；②未来防止部分通道遭到隔断，要杜绝在收发信机的通道入口处接入电缆；③禁止一切带电的监测设备连接到继电的保护高频通道中，以便降低通道受到不必要的影响。
结语
随着社会的不断进步与发展，电力作为各行各业以及人们赖以生存的一大能源，其重要性不言而喻。所以，国家必须重视变电站的发展，及时解决变电站在发展过程中所遇到的难题，保证电力资源调配和使用的安全、合理性。
参考文献
[1]杨波.变电运行中继电保护作用与抗干扰技术[J].电子技术与软件工程，2015.
[2]严兴喜.500kV变电站微机继电保护装置的抗干扰措施[J].知识经济，2012.
作者简介
周霞，出生年：1989性别：女 籍贯：湖北 安陆 民族：汉；学历：本科 工作单位： 国网安徽省电力公司南陵县供电公司
论文作者:周霞
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/14
标签：干扰论文; 变电站论文; 回路论文; 抗干扰论文; 继电保护论文; 设备论文; 母线论文; 《电力设备管理》2017年第5期论文;