发电厂二次电缆抗干扰方法研究

吴结根

摘 要：电力系统规模不断扩增的情况下，发电厂建设也取得了一定的成果，为区域供电提供了有利支持。发电厂日常运营过程中，二次电缆会受到相关因素影响，从而被干扰，这对于发电厂正常运作而言，显然是不利的。事实上，二次电缆干扰在电厂安装调试过程中较为常见，处理起来存在一定困难。基于此，本文对发电厂二次电缆干扰进行了综合性分析，并提出了相关控制策略，以供参考。

关键词：电力系统；发电厂建设；区域供电

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1 干扰源分析

发电厂二次电缆出现干扰，来源于多方面因素，具体表现为以下几个方面：

（1）地位差干扰。发电厂线路布置与输电线路存在一定差异性。通常情况下防雷接地、工作接地及安全接地都是统一的。地网内部电流密度分布及土壤电阻率不均，造成地网内部出现局部电位差。发电厂设备存在地引线过长的情况，会导致局部电位上升。当地网面积过大时，距离较远的两点之间也会出现一定程度的电位差。电位差产生的干扰电压将会对发电厂计算机系统产生干扰作用，影响其正常工作。情况严重的话，出现的地网电流可能会将屏蔽层及电缆线路烧毁。例如，变压器出现空载投入或排除外部故障并恢复电压后，可能会带来一定强度的励磁涌流，造成三相涌流波形不对称，导致接地电流出现于中性点，并通过接地点泄入地网。此时，接地点电位将大幅度提升，若二次回路与入地点较为接近，其电位也会升高，导致出现干扰电压。

（2）磁场干扰。发电厂周边会存在一定强度的交变磁场，这些磁场相互作用，将带来极强的干扰，干扰对象主要为二次设备如二次电缆、二次网络等。同时，部分电气设备受到电磁感应影响也会产生电磁干扰。

（3）自然环境影响。大气中的电场变化、电离层变化及雷电现象均会对发电厂二次设备带来影响，或受到自然界电磁波影响，也不利于二次设备正常工作。

（4）导线耦合干扰。导线耦合干扰主要分为三类，即感性耦合、輻射耦合及容性耦合。发电厂内部存在大量导线，包括一次电缆线、二次电缆线及设备内部线路。这些导线会产生不确定的耦合作用，造成干扰。

（5）通信网络干扰。目前，发电厂正朝着智能化方向发展，这使得发电厂内部通信网络规模愈来愈大。当智能化设备受到干扰时，部分设备出现通信故障，会造成相关数据遗失，导致通讯数据异常。系统无法对数据进行准确、有效识别，可能会带来误操作，影响到系统的整体运行状况。如何加强数据信息安全，强化通信网络屏障，已经成为了当前智能化发电厂的重要课题之一。

2 二次电缆抗干扰相关措施分析

2.1 二次电缆屏蔽层接地。对于二次电缆屏蔽接地而言，通常情况下具有两种标准，即IEEE标准与IEC标准。IEEE标准提出屏蔽电缆应当一端接地，而IEC标准则提出屏蔽层应当两端接地。当屏蔽层两端接地时，受到地电位差影响，流经屏蔽层的电流会对芯线信号产生干扰作用，在一次系统短路电流流经接地网后，会造成局部电流过大，可能烧毁屏蔽层。另外，外界磁场产生的感应电流也会进入屏蔽层当中。具体如图1所示。为防止屏蔽层受到电流影响，就需要构建出一个接地网。由于二次电缆对信号十分敏感，所以单点接地、两点接地并不见得能满足实际抗干扰需求。例如，微机保护装置及控制装置会采取双层屏蔽电缆，外层应用两点接地，内层采取单点接地，这样外层的噪声电流对内层芯线就不会产生影响。同时，开关场一端可适当电阻接地，控制室一端直接接地，进一步提升抗干扰效果及电磁兼容性。

2.2 对地电位差进行抑制。为抑制地电位差，需要保证发电厂具备一个完整的地电网，通过补充铜排连接，将电位差控制到最低程度。确保二次回路对地绝缘达到要求，即便地电网出现较大程度电位差时，也可避免二次回路绝缘受到破坏。在二次回路设计过程中，存在电气连接的回路只能设置一个接地点，避免电位差产生的地网电流穿入回路中。同时，这种方式可有效避免电缆芯线与接地网产生闭合电流，为保护动作正确执行提供保障。

2.3 控制雷电流。设置分流地线，使其与主地线平行并联。即便雷电击中电厂附近，通过分流地线也可降低主地线中的雷电流，同时降低周边电磁场强度，避免感应电压过高。设置二次回路时，尽可能避开雷电流入地点。将垂直接地体置于避雷针接地点，从而起到降低电位与电流的效果，垂直接地体不会对二次回路产生感应电压。对泄流结构进行优化，降低引下线对弱电设备的感应，使原有屏蔽网可充分发挥作用。单独铺设避雷地网，使其与变电站工作接地分离。对于独立避雷器而言，应当单独构建接地结构。将电厂建筑主筋与环装基础钢筋焊接，与外部接地体共连，使其与工作接地共地，以此发挥等电位效应，让避雷器充分发挥作用。

2.4 优化电缆铺设。保证同一根电缆不会同时出现在交流回路与直流回路中，防止交流电窜入直流回路，避免出现混联。强电回路与弱电回路不能使用同一个电缆，将内线有效分离，避免强电回路对弱电回路产生干扰。强电电缆与弱电电缆尽量避免平行铺设，通过扩大二次回路与干扰源之间的距离，来降低电缆长度。在此基础上对铺设路径进行优化，降低干扰源与二次回路间的耦合电容，使耦合阻抗提升。二次电缆路径可选择辐射状铺设方式，避免出现环路。当二次回路于高压设备引出时，尽可能靠近接地引线，从而降低二次电缆与地引线之间的磁通。

结语

发电厂正常运行过程中，可通过二次电缆屏蔽层接地、优化电缆铺设、控制雷电流并对地电位差进行抑制，来有效控制二次电缆干扰，为线路乃至整个系统提供一个良性的工作环境，使发电厂维持稳定的运行状态。

参考文献

[1]罗刚.变电站二次电缆抗干扰的方法研究[J].科技传播，2012（18）：27+30.