变电站继电保护装置干扰源类型分析与抗干扰技术

变电站继电保护装置干扰源类型分析与抗干扰技术

韩庆杰

（山西省电力公司长治供电公司变电检修室二次运检山西省长治市046011）

摘要：近年来，随着我国科学技术的不断发展，电力自动化系统及继电保护设备在变电站中得到了广泛的应用。但是，由于变电站有强度非常大的电力磁场，在此区域中不仅有大电流和高电压的一次设备外,而且还具有小电流和小电压等的二次较弱的设备。导致一次强电装置引起的强电磁干扰对二次设备的运行产生严重的影响，除此之外，在供电系统中的外干扰、大气干扰等等都有可能对二次弱电设备产生严重的影响。目前，我国电网正在快速发展的阶段，变电站自动化程度也随之飞跃，因此，提高变电站电力系统的安全性能,是当今大多数变电站对继电保护抗干扰的不断探索。本文作者通过对目前变电站继电保护装置造成的干扰源类型进行了分析，并就变电站继电保护设备抗干扰的技术措施做了详细的阐述。

关键词：变电站；继电保护；抗干扰；措施

1对变电站继电保护造成干扰的干扰源类型

一般来讲，变电站的干扰源有：接地故障、电感耦合故障、断路器故障和雷电干扰4种类型如图1。

1.1接地故障类型

当变电站内部产生多相（单相）接地故障的情况时，就会引起部分故障电流流经变压器的中性点部位，至地网再经过架空地线（地面）回流至故障位置。强大的故障电流通过接地点至地网，进而使得地网的很多点产生相对高的电势差距，通常称其是50Hz的工频干扰，从而在很大程度上造成高频的保护遭受干扰。

1.2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，将传到其它二次设备端口上（例如：继电保护设备），因此导致变电站继电保护受到干扰。

1.3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。

1.4雷电干扰类型

由于变电站本身拥有超强的电荷，在雷雨相对集中的夏季发生雷击事件在所难免。倘若雷击正好击中线路或是户外构架，则将有十分强大的电流进入地网内，假如二次设备的电缆屏蔽层正好接地在不一样的接地点位置，势必会由于地网电阻的产生导致电缆屏蔽层形成瞬间的高频电流，因此，这样就加大了二次设备电缆中感应到干扰电压的可能性，然而，这些感应的过电压在一定程度上或许会经过有关的设备流至二次回路中，从而干扰继电保护，甚至对变电站的继电保护进行破坏，严重时，影响整个电力系统的正常运行。

2变电站继电保护抗干扰的措施

2.1对一次设备的接地电阻进行降低处理

在变电站以及继电保护装置的建设中，要尽量降低一次装置的接地电阻。对一次设备的接地电阻进行降低处理能有效避免暂态电位差的出现，还能将接地网络建设成低阻抗性质的系统，减小变电站里面的电位差，从而减少接地系统的阻抗性对二次回路装置的影响，同时将继电保护设备的误差值降至最低。

2.2对回路进行电容串接处理

在高频通道中，对耦合动作的实现一般使用高频变量器来进行，此时需要在高频通道的电缆回路中接入电容器，通过串联的方式将它们连接起来。在变电站中，所有的高频电缆全都采用了将两点同时接入地面的措施，如果因某种原因导致变电站中的高压电网不慎发生了接地故障，会导致在接地电流传输到地网中的时候，高频电缆的两接地点的电位差和容易产生纵向的电位差，而纵向的电位差会对高频电缆的回路产生很大的干扰，容易造成收发信机的变量器产生饱和的现象，对发信机的信号发射功能形成干扰甚至破坏。要解决这个问题，需要对工频电流进行隔断处理，而对回路进行电容串接处理能有效地防止这种问题，成功阻隔工频电流，保证继电保护设备免受工频电流干扰。

2.3合理地进行接地处理

变电站内的接地网络两接地点之间的电位面往往不会相等，通常有电位差存在，而这个电位差会根据接地网收到的电流强度的变化而变化，如果接地网收到的电流越大，两接地点的电位差就会越大。在同一个回路中的相异点进行接地时，会导致地网中的电位差进入到回路形成分流，所以要合理地进行接地处理。在变电站接地作业时，可以将高频同轴电缆的接地作业在控制室以及开关厂两个位置分别作业。如果电缆只有一端与地面相连则会造成电缆的另一端产生暂态电高压，因为只连接电缆一端会引起电缆两端的电压不平衡而导致暂态电高压的产生，当暂态电高压产生于收发信机设备上时，会对收发信机的正常信号发射工作产生干扰，严重时会造成收发信机设备的损坏，进而引发事故。对高频电缆两端同时进行接地作业包括以下两个步骤：（1）在对开关厂进行作业时，要用分支铜导线将高频电缆屏蔽层和滤波器在二次设备上相连接，使用10mm2以上的绝缘导线作为连接线，实现接地功能；（2）在控制室里面的作业中，要将高频同轴电缆的屏蔽层和保护屏的接地铜牌使用多股规格为1.5～2.5mm2的绞铜线直接连接。需要注意的是，在进行控制室内接地作业时，一定不能仅仅连接了电缆屏蔽层和收发机基地装置，而忽略了保护屏接地铜牌的问题，不然会导致这一端的接地没有效果，从而对变电站继电保护设备的运行造成不良影响。

2.4对继电保护设备进行等电位面的建设

微机的保护装置通常会集中布置在主控室，此时为了保障通信的可靠性与稳定性，应该构建包括所有微机保护装置、中央计算机、其他所有微机装置在内的等电位系统。等电位平台系统应该要保持与控制室地网的动态联系，保证等电位面能随着地网电位的变动而做出相应的变动，控制地网电位差对电位面造成的干扰，保障变电站内所有的微机设备接地方面电位差的平衡稳定，从而实现继电保护系统不受电位差带来的干扰。等电位面的建设一般运用两种手段：（1）连接微机保护盘底部的接地铜牌并和尽头用铜牌连接成网，接入由电缆分出的粗铜导线，通过粗铜导线实现接地；（2）在保护盘底部构造一个所有设备都连接进来的铜网络。

2.5分隔处理波滤器的一次线圈与二次线圈

对于防止雷电、开关操作对继电保护装置的干扰，可以将连接滤波器的一次线圈和二次线圈分隔处理，并且让二次接地点和一次接地点之间保持3～5m的距离。雷击或开关产生的高频电流经电容入地产生的高频电压容易对继电保护装置带来不利影响。在电容器接地点有高频电流通过时会在这个地方产生相当高的地电位，但地网能使高频地电位快速衰减，因此可以扩大二次回路的接地点与以此接地点之间的距离来降低接地点与二次装置间的电位差。使在电缆屏蔽层流动的高频电流大幅减少，从而控制对芯线带来的不利影响。

3结束语

本文在对继电设备所受的干扰类型进行详细分析后，提出变电站继电保护抗干扰的措施。近些年来，变电站的自动化系统与继电的主要原因之一就是干扰问题，因此，采取合理措施对干扰问题进行处理成为当务之急。干扰问题得到有效解决，能够在很大程度上增强保护力度。

参考文献

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