变电站继电保护抗干扰措施分析

2018-01-24章瑛

通信电源技术 2018年6期

关键词：电位差铜排电位

章瑛

（广东电网有限责任公司梅州梅县供电局，广东梅州 514089）

0 引言

变电站电力系统运行过程中会受到多种干扰。这些干扰会造成不同程度的破坏，有的甚至直接导致设备无法运行。继电保护可以将故障处与正常系统隔离开来，形成容错机制，保证其他系统不受干扰。

1 干扰种类

1.1 接地故障干扰

接地故障呈现出单相或多相形式，可产生故障电流，且电流直接通过变压器中性点、地网以及架空地线，最终又重新流回到故障处[1]。故障处的高电流处在不同位置时，电势不同，因而造成电势差。其中，在地网中最为明显。这种电势差会导致工频异常，影响高频保护装置的抗干扰效果。

1.2 断路器故障干扰

在回路中电感线圈要始终保持完好无损，继电保护才不会受到电磁感应的干扰。若电感线圈在直流控制状态下发生损坏，会发射出异常电波，这种电波的频谱要比正常电波宽。此时，任何通信设备的运行都会对原磁场造成干扰，使其频率变高。

1.3 电感耦合干扰

该种干扰主要由隔离开关引发。错误操作隔离开关会产生雷电电流，电流进一步结合高压电线，产生电磁感应，形成磁场[2]。在磁场范围内，二次电缆受到波及，会和二次设备回路直接相连，进而在磁通影响下产生高电压，对设备端口、设备自身以及系统的对地保护装置造成干扰。

1.4 雷电干扰

雷击事故一般发生在金属装置或电荷量比较大的装置中。变电站属于后者，要积极做好避雷防护。变电站相关人员要对直面雷电环境的构架或线路采取雷电抗干扰措施，保证这部分装置不会发生雷击事件，也就不会产生过电压和过电流。在实际运行中，若这两部分的抗干扰能力不足，地网会受到来自因这两部分遭受雷击而生的过电流的影响，直接产生电阻，引发电流，并通过电缆屏蔽层，对电缆本身和电缆所在的二次设备造成过电压影响。此外，也会导致设备和二次回路直接相连，回路成为过电压通道，变电站的继电保护效果大打折扣。

2 变电站抗干扰措施

继电保护抗干扰技术一般应用于弱电系统中。通常可采取的抗干扰措施有两种，一种是增强弱电系统本身的强度和性能，使其具备较强的抗干扰能力；另一种则是从切断干扰入手，采取屏蔽或隔离措施，使干扰因素与继电保护装置以及相关系统设备隔离开来[3]。

2.1 减小一次设备接地电阻

通常，电位差和接地电阻呈正相关，电位差是高频电流流入系统后产生的。接地电阻即是一次设备的电阻数值，如电流互感器、避雷器等。为强化继电保护抗干扰效果，应从接地电阻方面入手，通过降低电阻值达到降低电位差目的。在降低电阻的同时，也会形成接地网，且接地网的阻抗非常低，促使电位差呈降低趋势，二次设备也不用遭受高电位差带来的危险和干扰。

2.2 做好高频同轴电缆接地工作

只有保证高频同轴电缆双端接地，收发信机才能避免出现过电压问题，功能和工作质量上也就不会受到影响。相反，如果只操作隔离开关的母线，收发信机的运行会受到极大影响。因此，相关人员要做好电缆接地工作。在正式接地中，要将电缆与开关场和控制室分别连接，呈现出两端接地形式。利用绝缘导线与开关场进行接地连接，电缆屏蔽层应位于二次端子之上，且二次端子要与滤波器连接在一起，与开关场进行接地连接的绝缘导线还要焊接在分支铜导线上，以此获得最佳接地连接效果。高频电缆的另一端主要连接控制室，其中电缆屏蔽层连接对象为接地铜排，连接通道为多股铜线。接地铜排不仅安装在保护屏中，还会安装在其他位置，以此扩大接地铜排面积，使其在与电网连接时，面积达到最大，实现减少电位差和电压降的目的。

2.3 设置继电保护装置等电位面

主控制室中聚集有各种各样的微机设备、微机保护装置和控制装置。各种装置原本的电位不同，形成的电位面也不在同一平面上，不利于设备装置的运行，因此要将其置于同一电位面中[4]。该电位面与控制室所在范围的地网联系不多，但足够使两者电位发生同步变化。有时，前者电位也会随着后者电位的变化而变化，但彼此电位差之间不会出现融合混乱问题，保证微机设备之间电位相等，电位差为零。在电位面网络构建过程中，每一根组成网络的线都有对应的微机设备，接地连线则负责将连接电位面与微机设备。对于零点位和内外部接地处这种比较特殊的部位，接地地线更需要保证专门化和规范化。接地地线要连接接地端子，并通过铜线关联接地网，最终凭借层层连接，形成具备隔离干扰功能的等电位面网络。

继电保护装置等电位面的构造方式有两种。第一，构建铜网络。该网络由微机保护盘底部接地铜排和尽头处铜排组成。铜网络要与其他铜导线连接在一起形成接地装置。上述铜导线位于电缆沟中，要求具备接地条件。第二，在保护盘底部构建铜网络。该网络的组成成分只有保护盘底部的铜排。铜网络要和保护盘底部的接地端子建立联系，进而完成接地操作。

2.4 雷电与开关操作干扰的防护措施

鉴于滤波器的一次线圈和二次线圈最初处于接地状态，相关人员应断开它们与地面的联系，使其处于独立状态。同时还要调整两次接地点的间距，保障接地工作的安全运行。二次回路与一次回路的接地点间距直接影响二次设备和二次回路接地点之间的电位差，控制了前者，便可以顺利降低后者，减小电容耦合干扰与芯线干扰效果。当前，两次接地点的间距主要控制在3～5 m，相关人员要注意做好间距检查测量工作。

2.5 串联高频电缆和电容

高频电缆和电容器的串联主要是为了防止回路中出现工频电流。工频电流和工频电压都是由高压电网故障造成的，在故障状态下，接地装置会产生接地电流，形成接地点之间的电位差，进而产生高压，并进入到高频电缆回路中[5]。回路中的设备由于异常电流的干扰难以正常运行，最终引发继电保护装置失效。在电容和高频电缆串联过程中，相关人员应精准定位差接网络的安装位置。差接网络主要出现在收发信机和结合滤波器之间。