试谈探析500kV高压变电站继电保护抗干扰策略探析

论文导读：保护装置，为了使通信更为稳定可靠，必须在同一等电位平台上集联网的计算机与各套微机保护装置于一体，同时等电位面的电位可以根据电位的变化而变化。避免地电位差窜入到等电位面。3.3装置配线上的抗干扰措施对微机保护盘上的直流以及交流电源导线采取抗干扰措施也是继电保护抗干扰的重要措施。如开关场进线经电容接地
【摘要】随着电力事业的迅速发展，用电户对电力系统提出了越来越高的供电质量要求，电力系统的安全运行面临着更高的挑战。继电保护装置逐渐被用于电力系统中，能够自动启动，有效的切除故障元件，保护系统供电安全。本文将对500kV高压变电站中存在的干扰因素进行分析，并提出相关继电保护抗干扰措施。
【关键词】500kV高压变电站；继电保护；抗干扰方法
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。下面将对500kV高压变电站中关于系统的干扰来源、传播路径以及抗干扰措施进行讨论。

1.干扰来源

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。干扰因素主要有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。

2.电磁干扰传播途径

在高压变电站中，将电磁干扰源与受干扰的二次设备和二次回路联接起来的渠道较多，常见的耦合渠道主要有以下几方面。

2.1辐射干扰

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。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。

2.2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。

3.变电站抗干扰措施

为了让继电保护装置与控制装置能够在安全稳定的状态下正常运行，不仅对二次电子设备本身的抗电磁干扰能力有较高的要求，同时在变电站的设计与建设中还应采取相应的措施。

3.1在干扰源上降低干扰

要降低干扰源的干扰水平十分不易，有的几乎不可能实现。不管在什么情况下，只能在一定程度上降低干扰水平，而不能将二次回路及其设备的干扰完全避免和控制。在可能实现的措施中，一次设备的接地问题最为重要。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。

3.2二次回路上的抗干扰措施

（1）屏蔽电缆两端接地。目前，国际通用的二次抗电磁干扰措施之一是对电缆两端的接地进行屏蔽。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。
（2）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，采取的干扰措施主要有：
第一，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。
第二，二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。
第三，二次电压引下底座时，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）构造等电位面。自检能力与通信功能是微机保护装置的主要特点。通常主控制室中设置了主要的微机继电保护装置，为了使通信更为稳定可靠，必须在同一等电位平台上集联网的计算机与各套微机保护装置于一体，同时等电位面的电位可以根据电位的变化而变化。避免地电位差窜入到等电位面。

3.3装置配线上的抗干扰措施

对微机保护盘上的直流以及交流电源导线采取抗干扰措施也是继电保护抗干扰的重要措施。如开关场进线经电容接地，二次回路端子出现的共模干扰等原因引起的干扰障碍，除了使用屏蔽电缆外，还应接入对地电容在开关场进线继电保论文导读：
护盘的端子上。

3.4保护装置摘自：毕业论文www.7ctime.com

硬件及本体上采取措施
必须经过试验验证后才能将保护装置进行安装接地，设置良好的屏蔽层在隔离变电器的一次绕组、二次绕组之间。保护装置的输出只能以光耦输出和空触电输出方式。在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。
此外，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。
4.结语
高压变电站中继电保护抗干扰的方法众多，只有结合实际，找到干扰来源，采取科学合理的措施，才能有效解决和避免干扰问题，促进变电站电力系统可靠供电。
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