摘要：在信息技术不断发展的今天，在电力系统中，微机型继电保护装置被人们广泛应用，它的存在有效完善了电网自动化技术中存在的不足。而在电力系统运行的过程中，还存在一些强度的电磁干扰，比如发电厂、高压变电站等，它们严重影响了电力系统的运行安全。当受到外界环境因素的干扰时，保护装置就出现误动或其他故障，对整个系统造成极大的威胁。所以，应有效分析变电站的运行情况，找出影响其正常运行的因素，并采取合理的预防措施。变电站等这种大型的且具有高强度的电磁场环境会对微机继电保护装置造成严重的影响,有时甚至会使整个系统都无法进行安全的运行。本文通过对变电站二次系统电磁干扰相关情况以及如何干扰系统正常运行原因的分析,提出了相应的预防措施,希望能为消除和削弱变电站二次设备所受到的各种干扰起到帮助。
关键词：变电站；二次系统；电磁干扰；微机机电保护装置
引言
随着信息技术的不断发展，为了提高电力系统的自动化水平，微机型继电保护装置得到了广泛应用。该装置的广泛应用，虽然在很大程度上弥补了电力系统自动化水平的缺陷，但它在使用时由于其内部的微电子元件所能承受的外界电磁干扰水平较低，经常会受到发电厂、高压变电站等产生的高强度的电磁场环境的影响，当装置受到外界环境因素的干扰时，容易出现故障，对整个系统造成极大的威胁。本文通过对变电站二次系统电磁干扰相关情况以及如何干扰系统正常运行原因的分析，提出了相应的预防措施，希望能为消除和削弱变电站二次设备所受到的各种干扰起到帮助。
1变电站二次系统电磁干扰的来源
1.1开关操作干扰
变电站内的开关操作存在着多种形式，开关中的设备都存在着储能原件，由于电流、电压均不能发生突变，所以当隔离开关和断路器开断时会导致系统产生一个暂态的过电压，从而导致参数会发生变化。此外，在开关的开断点处由于分合速度相对断路器较慢，就会产生电弧，电弧存在着一定的衰减周期，产生的电流电压脉冲会对二次回路产生长时间的干扰，如果处理不当，会给二次系统造成严重的威胁。
1.2自然环境干扰
自然环境干扰简称自然干扰，它是指大自然中的自然现象例如雷电、大气低层电场的变化等所引起的干扰，其中雷电产生的雷电波对变电站二次系统带来的干扰最为严重，它不仅会造成二次电源模块的损坏，还会烧毁通讯口和输入模块。一般在正常情况下，雷电不会直接对二次系统产生干扰，若产生干扰基本是通过两条间接的路径，一是有雷电雷击避雷器时雷电中的电流被导入接地网中，二是雷电直接雷击输电线路，把输电线路作为释放电流的通道。
1.3电网故障干扰
变电站内高压设备发生短路接地时，变电站的接地电网会流过故障电流，这时变电站地网中就会产生接地阻抗，进而导致接地网和接地点的电位会发生突然的升高现象，当二次回路的接地点靠近故障设备时，两端接地的电缆芯及多点接地的电缆屏蔽层中产生电流，对二次回路形成干扰。
1.4静电放电干扰
当导体接触到一个被静电充过电的绝缘体材料时，绝缘体材料中所带的电荷就会通过导体的得到释放，静电释放的过程中会产生很强的电磁场，这时周围存在的二次回路中的元器件就有可能被烧坏，发生电网事故。此外，工作人员身上一般也会存在静电，当他们工作时接触继电保护装置时，身上的静电将会对保护装置的元件产生破坏作用，导致保护装置不能正常工作。
1.5转子绕组两点接地若干保护问题
在涡轮发电机励磁电路两点当接地故障时，即使两点保护正确动作同时跳闸。可能有轴和涡轮部分的磁化情况，单位尽快保持正常运行，遇到非常严重的困扰。涡轮发电机用于内部冷却转子水，由于转子绕组会产生泄漏的问题，这将使励磁电路接地故障，不会仅在一点地面开始。第二点之后会产生一个地面，但是开始主要是多点或一个场的绕组接地。
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2电磁干扰的后果
变电站电磁干扰可产生如下后果。
（1）干扰的共同特点是频率高、幅度大、前沿陡，可以顺利通过各种分布电容或分布电感耦合到变电站综合自动化系统中。
（2）干扰电源回路（交流、直流电源）造成计算机工作不稳定，甚至死机。
（3）干扰模拟量输入通道造成采样数据错误，影响采样精度和计量的准确性,甚至损坏元器件、引起微机保护误动。
（4）干扰开关量输入通道造成系统对断路器、隔离开关分、合等位置判断错误；干扰输出通道,引起断路器的跳、合闸出口回路误动。
（5）极易击穿集成芯片的PN结，造成绝缘破坏、数据丢失、芯片烧毁等故障，引起保护误动、拒动，对电力系统的正常运行带来极大的隐患。针对不同干扰源的特点和主要传播途径，应该采用相应的防干扰措施，从而减轻电磁干扰的危害。
3变电站二次系统电磁干扰的预防措施
3.1安装接地铜排
在变电站中的电缆夹层内选取横截面为1cm2的接地铜排连接，并与其全部保护屏接地端子连接，连接时可以采用横截面为0.04cm2的多股铜线。在变电站中电缆沟支架顶端沿电缆敷设方向设置横截面为1cm2的铜质导线，在结合高频电缆屏蔽与滤波器二次端子时，可以使用0.1cm2铜质导线连接，然后将其焊接在相应的铜质导线上。这一方法能够构建继电保护等电位面，有效抵消了不同保护设备间的电位差。
3.2安装阻工频电容
因为高频电缆层有2个接地点，所以，如果出现接地故障或者接地电流通过变电站的地网时，可以在2个接地点之间的工频电压中，将形成的纵向电压加入到高频电缆的回路中。这样做，也许收发信机高频变量器会出现饱和状态，从而导致发信中断，且高频闭锁的保护装置会出现误动。因此，高频通信电缆芯的回路中需要接入1个电容为0.05μF的电容器，用来阻断工频电流。
3.3制订电缆敷设标准
如果应用的是二次电缆，则需要将其更换成屏蔽电缆。在敷设工作中，电缆应该避免出现在变压器中性点、避雷器和一些高频暂态电流处，不可以出现与高压线相平行的情况，最大程度地避免强干扰源的出现，减少在控制电缆上出现干扰。在电缆沟里，经常把控制电缆布置在比电缆支架低2层、3层的地方，同时，还应与电力电缆之间保持最大间距，充分选取100mm2的接地铜排所能产生的屏蔽效应，并减少强磁场给控制电缆带来的干扰。
3.4电源系统采取抗干扰措施
（1）要保证供电电压波形稳定，可使用UPS来稳定工作电源，并尽可能使用变电站的直流电源。（2）应采用隔离变压器，隔离共模干扰，防止电网噪声干扰窜入控制系统以及强雷电压对装置的损坏。（3）使输出回路尽可能短，使用的电缆芯不能过小，以减小压降。
3.5其他预防措施
鉴于工作中存在的问题，可采取以下措施：（1）应在收发信机的听信回路里增加2～5ms的延时时间，减少因外部干扰所带来的误停信；（2）禁止携带紫外线之类的设备到保护室内，防止芯片程序出现擦除；（3）及时升级软件版本，使软件在设计工作时可以保留适合的冗余度；（4）工作人员在接近继电保护装置时，应该去除自身带来的静电；（5）保护室内禁止使用高能辐射的设备，例如对讲机等。
结束语
变电站的抗干扰工作是一项较为复杂的工程，需要考虑现场的实际情况，并根据出现的问题采取相应的预防措施，从而促进电力系统的有效运行。在设计施工中，应了解系统的抗干扰能力，合理安排布局变电站的一次或二次设备，优先选择具有屏蔽功能的通道线或电缆，并有效完成铺设工作。因此，在系统运行过程中，电磁干扰的出现是不可避免的，但如果找到其中的规律，并采取相应抗干扰措施，就可以降低电磁干扰出现的概率，确保电力系统可以安全、稳定、可靠的运行。
参考文献：
［1］温英才．变电站二次系统电磁干扰与预防措施研究［D］．华北电力大学，2015(06)．
［2］邓前锋．变电站二次系统电磁干扰与预防措施研究［J］．科技与创新，2016(09)．
论文作者:和燕芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：变电站论文; 干扰论文; 电缆论文; 系统论文; 回路论文; 预防措施论文; 电磁干扰论文; 《电力设备》2017年第31期论文;