摘要：变电站是一个具有高强度电磁场的特殊区域，既有高电压、大电流一次强电设备产生的强烈电磁干扰，又有供电系统以及来自外界的干扰，从而对继电保护装置的正常运行产生重要的影响。在电力系统中，由于电气元件众多且复杂，常常出现系统故障，影响电力系统安全可靠供电。采用继电保护装置，能够自动、快速并且有选择的消除故障元件，保证电力系统的供电安全。本文主要就500kV高压变电站继电保护抗干扰方法进行探析，以供参考。
关键词：500kv高压变电站；继电保护；抗干扰方法
前言：
现在我国的电网正处在快速发展的阶段，变电站自动化的程度有了快速的发展，所以大多数变电站为了提高变电站的电力系统安全性能，不断的探索继电保护抗干扰技术。
在此环境下，继电保护装置逐渐被用于电力系统中，它能够自动启动，有效的切除故障元件，保护系统供电安全。
一、500kV高压变电站继电保护干扰原因
众所周知，高压变电站是一种特殊区域，其环境具有高强度电磁场。而在变电站立面装置的继电保护以及自动装置常受到强电磁场的不间断干扰。当选择的电磁型元件具有较高抗电磁场干扰性能时，电磁干扰问题并没有在变电所中提到议事日程。随着保护装置中使用半导体电子元器件的普及广泛性，特别是微处理器的广泛使用，电磁干扰问题在二次回路设备中逐渐显现出来，对自动装置以及继电保护的变电所电磁造干扰造成影响。
1.1 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。
1.2一次系统的干扰以及二次回路自身干扰
一次系统的干扰主要表现在，当变电所突遭雷击，雷电流与变电所的母线中架空线路相接连，传输到变电所；系统在正常的运行条件下，变电所进行隔离开关、断路器等操作。二次回路的干扰主要有系统操作运行人员在离得较近的地方使用步话机以及由于人身直接与电相接触引起的火花放电等因素。微机系统用对高压变电站的电磁场环境全面适应，对干扰的雷电波、辐射电磁场、脉冲干扰、瞬变干扰、下频耐压等一切要求都要满足。
1.3 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。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。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。
二、电磁干扰传播途径
2.1开关场的各种耦合
电容耦合、传到耦合、电感耦合等是开关场耦合的主要组成部分。当较强的干扰电流通过系统中统一电缆的某个芯线时，其它芯线也能对干扰电流产生感应，以终端联接设备上的差模与共模干扰的形式表现出来。
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2.2辐射干扰方面
500KV变电站采用的是三层微机保护结构。第一层是焊接的金属板柜，接口单元接入处理信号。在接口单元设置了隔离变压器以及光耦等设备，以此来对电压电流信号与输出、输入的二进制信号进行隔离。为了使防止共模干扰进入内部信号处理系统，应设置良好的接地屏蔽以及箱体。第二层是以铝结构框架以及其外壳组成；第三层由多层板的印刷线路组成，其中多层板设置有护环。辐射干扰可以分为高压开关场的直接电磁干扰和步话机的辐射干扰。现代的微机系统中，一般都在开关厂直接安装控制设备和继电保护装置。与步话机引起的电磁干扰比较，抗高压开关厂电磁干扰成了核心问题。其干扰强度不但比步话机高出一个数量级，同时干扰的频谱也在步话机的基础上更宽，因此必须特殊屏蔽保护设备。
三、500kV高压变电站继电保护抗干扰方法
3.1 二次回路上的抗干扰措施
3.1.1高频保护抗干扰措施
作为线路保护的主要保护内容，全线速动具有重要的作用。是高频保护通道的高频电缆不同于一般的控制回路电缆的主要方面。在耦合电容器底座引下高频电缆时，采取的干扰措施首先是要保证二次电压电缆回路不能重复使用一次接地线接地，应与一次接地线的接地点保持一定的距离。另外对底座高度适当降低，一次接地的线采用多根线结合的方式，同时对一次接地线接地点的地网密度定适增加。最后在二次电压引下底座时，应尽可能的靠近一次接地线，装电缆的铁管应在其底座处联通地网的底座铁架。
高频同轴电缆的屏蔽除了起到屏蔽作用外，还是高频通道的回程导线。当高压电网出现接地故障时，当变电所地网流入接地电流后，两端接点间出现电位差，导致纵向电压形成，引入高频电缆回路，因此联接滤波器与收发信机，应将形成的线路与滤波产生的电容接到高频电缆芯与变量器之间，便于抑制工频电流。同时为了对两端的地电位差、屏蔽电流引起的电压等进一步降低，应在控制电缆与干扰源之间设置接地粗导线。
3.2屏蔽电缆两端接地
当母线暂态电流包围控制电缆时，电缆屏蔽层能对屏蔽电流及时感应，屏蔽电流产生的磁通，将与母线暂态电流产生的磁通相抵消。由于屏蔽层两端接地，可以对地电位升引起的暂态感应电压大量降低。当雷电注入地网后，地网中的冲击电流会不断增大，产生暂态的电位波动，同时也暂时升高地网的视在接地电阻。如果低压控制电缆敷设在上述地电位升周围，地位波动将随时干扰到电缆电位。如果只将屏蔽层的一端接地，可能出现较高的暂态高压在非接地段的导线对地和包皮对地中。
3.3护装置硬件及本体措施
在二次回路上可以采取的其他抗干扰措施较多，比如强电与弱点不通用一根电缆，统一设备所引出的全部电缆，在开关场设置中必须紧密靠拢，处于统一集中状态。电刀电缆与保护用电缆应进行不同层敷设等。另外必须经过试验验证后才能将保护装置进行安装接地，设置良好的屏蔽层。微机保护的空触电中进行外部引入时，必须进行光电隔离。此外背板走线设置应采用抗干扰形式。
3.4 从干扰源上入手
对电压互感器、电流互感器、避雷针等一次设备的接地阻抗尽量降低。在注入高频电流过程中，对产生的暂态电位升尽可能降低，同时构成具有低阻抗性能的接地网，尽量对变电所的地电位差降低幅度，使之对二次回路以及各设备的干扰降低。
结束语：
变电站继电保护干扰产生过程的复杂性，增加了抗干扰措施应用的困难性，但干扰还是可控的。因此相关人员应结合变电站实际，选择有效性、经济性的抗干扰措施，以保证变电站的稳定运行。
参考文献：
[1]臧立岩，吴志明.微机继电保护的优点及抗干扰措施[J].中国科技信息，2009（09）.
[2]王瑞红.谈变配电站微机自动化保护装置抗干扰措施[J].黑龙江科技信息，2007（05）.
论文作者:李翔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：干扰论文; 变电站论文; 抗干扰论文; 电缆论文; 电流论文; 回路论文; 屏蔽论文; 《电力设备》2017年第9期论文;