（国网山东省电力公司桓台县供电公司 山东淄博 256400）
摘要：大多数变电站为了追求电网供电功能的稳定性和可靠性，通常采用配备交直流电源的方式。但从变电站实际运行情况来看，以上方式的运用容易造成继电保护交直流电源串扰，导致继电保护误动，给正常供电带来一定的负面影响。基于此，本文将着重分析变电站继电保护交直流电源串扰的原因，进而探究行之有
关键词：变电站；继电保护；交直流电源串扰；
现代化的今天，人们生产生活水平有很大程度的提高，采用了诸多用电的设备，这使得人们日常用电需求较大。此种情况下，为了满足人们的用电需求，近些年我国供电企业增多了变电站的建设，并且尽可能稳定的运行变电站。但从变电站实际运行情况来看，常出现交直流电源串扰的现象，导致继电保护装置误动，降低了电网供电的安全性和可靠性[1]。对此，应当找出变电站继电保护交直流电源串扰的根本原因，探究行之有效的解决方案，有效解决以上故障问题，提高继电保护效果，促使变电站良好供电。由此看来，解决当前变电站容易出现的交直流电源串扰问题是非常必要的。
一、交直流电源串扰的概述
其实，所谓的交直流电源串扰，就是在直流电源电压受到交流电源的串扰时发生突变，即形成了直流电源叠加和直流一点接地的情况。由于电容两段的电压不能突变，相应的继电器线圈回路形成的电压就会受到影响，导致继电器回路电压超出动作电压，致使继电器会动作[2]。相关实验数据也证明了随着电容量的增加，继电器的交流动作电压就会变小，相应的其抗干扰能力也将随之下降。所以，为了保证变电站供电稳定、持续，一定要高度重视交直流电源串扰的情况，尽可能的采取行之有效的措施加以避免，同时注意加强对可能影响继电器抗干扰能力的因素的控制。
二、继电保护交直流电源串扰原因分析
从近些年我国变电站运行实际情况来看，确定大多数变电站所采用的设备基本上由直流电源同时向后台机、保护装置、远动装置、通讯设备等电力设备进行供电。为稳定变电站的持续、可靠运行，需要的采用交直流电源进行供电，其中交流电源采用的是UPS，而直流电原则采用蓄电池组。从容量方面来看，交流电压小于直流电源。从可靠性方面来看，直流电源更为可靠，所以，为了保证交直流电源能够持续有效的应用，供电企业通常是设置人员班组，根据直流后备电源使用情况和配备情况来有针对性的维护后备电源，保证直流电源处于最佳供电状态，持续供电。从作用上来看，因继电保护装置是变电站确保供电功能有效、稳定、可靠运行重要设备，所以基本上会采用下列配置方式，即使用220V的直流电源来作为保护屏及操作箱控制回路的额定电压，而具有220V的交流电源更侧重于支持打印机、蓄能电池、照明设备等，起到辅助作用，相应的交流电源的实际功率较小[3]。
但从变电站继电保护交直流电源供电实际情况来看，发现某些不当的操作会导致交流回路和直流回路中出现不良反应，如电压升高等，相应的其他的直流回路设备会受到影响，干扰正常操作。此时，断开断路器，会发现所受的电压为无限大的情况。假设此断路器为理想断路器，其暂态将仅限于线圈或引线范围，振频为一千赫兹，但尖峰电压升高的情况也是有可能发生的。具体是否会产生较高的尖峰电压，则是利用计算公式来来具体计算。尖峰电压的计算公式为： 。如若磁断路器为不理想断路器，那么断开过程中可能会出现电弧重燃现象，诱发严重的暂态过电压，向直流电线传输，将会导致整个控制回路被波及[4]。这充分说明了断路器断开时，断路器触点两端的暂态过电压将超出击穿电压，相应的电弧重燃，这一情况会加剧断路器触点两端暂态过电压震荡，线圈和引线的电容充电忽高忽低，向母线放电，则形成电压浪涌，进而流向整个控制网络。
三、继电保护交直流电源串扰的解决对策
基于以上内容的分析，确定变电站继电保护交直流电源串扰的负面影响较大，不利于保证变电站供电的稳定性和可靠性。为了尽可能的避免此种情况持续发生，应当根据变电站继电保护实际需要，探究行之有效的解决对策，尽可能的避免继电保护交直流电源串扰现象发生。
（一）继电保护交直流电源串扰的应对方法
理论上来讲，目前还没有成熟的方法来解决变电站继电保护交直流电源串扰问题。通常情况下，变电站如若出现以上问题，都是由经验丰富的工作人员来负责处理问题，降低事故的发生率。具体的处理方法是利用直流电源来代替交流电源，相应的交直流电源串扰问题就迎刃而解。从以往工作经验来看，利用直流电源来代替交流电源的方案有两种，即：
1.直流电源驱动设备来代替交流设备
从理论上来讲，运用直流电源驱动设备来代替交流设备是解决交直流电源串扰问提的有效措施，直流电源是继电保护装置的控制电源，直接运用直流电源驱动设备，可以保证电力设备之间良好配合，持续供电。但立足于实际层面，发现这一方法的可行性不高。因为市面上销售的可以代替交流设备的直流电源驱动设备少之又少，可选择的余地较小，加之设备的通用性不强，即便直流电源驱动设备代替交流设备，能够解决交直流电源串扰问题，同时诱发新问题的可能性较高[5]。
2.采用逆变器将直流电源逆变为交流电源
简单来说，就是利用逆变器来将直流电源转变为交流电源，使之能够支持打印机、照明设备、加热器等设备的使用。相对来说，这种方法是比较可行的。但是要想使逆变器充分发挥作用，需要注意两点，其一是最好在交流设备电源的接口处连接逆变器，以此来缩短交流线路，提高直流电源逆变交流电源的效果，从而实现稳定供电。其二是注意了解变电站继电保护实际情况，为逆变器配以适合的保护装置，以此来尽量避免逆变器交流侧故障现象的发生[6]。
（二）逆变器对直流系统的影响
为了有效解决变电站继电保护交直流电源串扰问题，通常情况下会采用逆变器来使直流电源转变为交流电源，满足设备用电所需。但从以往工作经验来看，逆变器接入直流系统中容易出现故障问题，即逆变器交流侧故障，给整个直流系统带来负面影响。
为了具体说明这一情况，首先来分析直流系统的正常运行状态。由图一可以确定直流系统的接地测控点为O点，它是由高阻R1和R2组成的，通过检测O点，可以准确判断直流系统是否存在单点接地现象。又因直流系统中存有电容，所以即便直流系统没有接地，测控点O依旧会有电容电流流过，也就是O点的电流>1.4mA，相应的直流系统接地。此种情况下，如若节点3与接地点1相通，那么逆变器交流侧将单点接地，通过直流测控点会构成闭合回路，在高电阻的作用下，接地电流数值很小。这就意味着流过测控点接地电流将随着时间的变化而变化，呈现=不平衡的状态；如若节点3与接地点1相通的同时节点4与接地点2相通，那么，逆变器接地点间就会形成一个或多个回路，产生较大的接地电流，相应的逆变器直流侧会产生非常不稳定的电流；如若节点3与节点5接通，那么逆变器直流侧和交流侧会出现短路现象[7]。
图一 直流系统正常运行状态
（三）具体的解决方法
基于以上内容的分析，确定造成逆变器交流侧故障的因素较多。所以，在具体设计逆变器应用方案的过程中应当注意探究行之有效的防范措施，避免以上情况发生，降低逆变器应用效果。笔者参考相关资料并总结自身工作经验，提出的建议是：做好瞬时过电流、瞬时过流、过载和过流的保护。考虑到逆变器交流侧和直流侧容易出现短路的情况，致使瞬时过电流产生，所以在瞬时过电流保护和瞬时过流保护设计中，应当通过设置自动开关或其他方式来瞬时切断电流，暂停逆变器运行，以此来避免短路现象发生，相应的电力设备得到保护。对于过载保护，应当合理设置逆变器输出端的负荷容许值，一旦超出这个容许值，将自动暂停运行逆变器，并且发出故障警告，以便相关负责人及时处理，保证直流系统安全。对于过流的保护，则是合理设置逆变器交流侧单点接地通过的电流的正常范围，如若超出这一范围，自动暂停逆变器运行，并且发出警告，提示工作人员，使之能够及时、有效的处理故障问题[8]。总之，为了有效解决变电站继电保护交直流电源串扰问题，一定要考虑逆变器应用的方方面面，尤其是影响因素，制定行之有效的逆变器应用方案。
结束语：
基于本文一系列的分析，确定在当前供电需求不断增加的情况下，变电站为了能够稳定的、可靠的供电，采用了交直流电源的方式。但因实际运行中继电保护交直流电源容易出现串扰现象，给正常供电带来负面影响。为了有效解决这一问题，建议采用逆变器来将直流电源转变为交流电源，使之能够支持打印机、照明灯等设备，提高继电保护效果。的确，逆变器接入直流系统中容易出现一些故障，影响直流系统的正常运行。所以，设计人员在具体规划设计逆变器应用方案的过程中注意做好瞬时过电流、瞬时过流、过载和过流的保护，以便在故障发生时能够第一时间暂停运行的逆变器，保护电力设备。
参考文献：
[1] 杨春雨,张国良.浅谈继电保护交直流串扰解决措施[J].黑龙江科技信息,2011(22):50-50.
[2] 王磊,沈柏,王昌荣等.变电站继电保护交直流电源串扰成因及解决对策分析[J].科技创新与应用,2017(13):187.
[3] 许家政.浅谈继电保护交直流串扰解决措施[J].电子制作,2014(3):254-254,243.
[4] 黄世通.探讨变电站继电保护误动原因之交直流电源串扰[J].科学与财富,2017,(19):296-296.
[5]周国平,张炯,李辰龙等.交直流互串导致灭磁开关误动原因分析及防范措施[J].江苏电机工程,2013,32(5):10-12.
[6]黄晶晶,徐强超.交流串入直流电源系统正极或负极对继电器的动作影响分析[J].南方能源建设,2017,4(1):71-74,70.
[7]王同文，谢民， 孙月琴，等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制， 2015（6）：58-66
[8]唐文秀.直流回路一点接地和交直流串扰引起保护误动及其对策[J].电力自动化设备. 2012(09).
论文作者:田召庚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/15
标签：逆变器论文; 变电站论文; 交直流论文; 电源论文; 继电保护论文; 直流电源论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第29期论文;