变电站继电保护交直流电源串扰成因及解决对策分析

林幼萍 王明敏 林敏辉 郭世煌

国网厦门供电公司 福建厦门 361000

对于电力系统，如果要稳定工作，必须有可靠的继电保护设备，但继电保护设备受多方面影响，容易出现以下问题：安装误差小，增加充电负荷过大二次线路长时间延长，这些故障可能导致二次线路短路或开路，直接或间接导致继电保护装置故障，影响电源的稳定运行。此外，本文谈了谈变电站继电保护交直流电源串扰的原因，另外，由于电源的干扰，造成继电保护装置出现缺陷，严重影响电力系统的安全，本文还提出了一些切实可行的解决方案：

1 继电保护交直流电源串扰现状和成因

目前，变电站采用同时向各种电气设备和设备提供交流和直流的方式，为了进一步提高电源的可靠性，交流电源通常配置在变电站，交流电源为UPS，采用直流电源。使用电池组。在容量方面，交流电源小于直流电源。在可靠性方面，由于电力公司更加注重备用直流电源的维护和维修，直流电源的可靠性高，功能方面-电源220VAC，它主要用于交换机，小型储能设备，服务器和应急照明设备，仅起辅助作用，其实际功率相对较小。由于交流电路中的电感部件，诸如辅助继电器，断路器等的许多操作可能导致电压的增加，这可能干扰直流电源电力系统。如果受控断路器的开启时间为零，则耐压无限长，断路器是理想的断路器。过渡状态受线圈和输出范围的限制。振动频率通常为1000Hz，但可以产生高峰值电压。如果受控断路器不是理想的断路器，则在接触断开期间，电弧可能会复苏，导致严重的瞬态过电压，这将过电压传输到直流母线并最终影响整个控制回路。在这种情况下，当断路器触点两端的瞬态过电压值超过跳闸电压时，由断路器跳闸时电流触点之间的距离决定，电弧点火，因此电流似乎被中断[1]。连续状态会加剧开关触点的瞬态过电压波动，并对线圈电容和电线充电也会高低，甚至放电到总线，形成一系列电压浪涌，然后流过整个控制网络。在上述情况下，当断路器断开时，将发生瞬态过电压。当此电压超过击穿电压时，新的电弧将导致电流变化及其不连续性。对电容器充电也会产生间歇性的影响，有时会发生反向放电，这会使瞬态过电压振荡更加明显，从而加剧了开关的稳定损耗，进入瘫痪状态。

2 继电保护交直流电源串扰解决对策

2.1 设计解决方案

在变电站很长一段时间里，变电站一直存在交流和直流保护串扰的问题，直观地说，我们没有办法完全解决它，大部分时间都是在实际工作中避免事故。有经验的工作人员将负责这项工作，但这种方法并不能完全防止意外发生，因此这不是一个可靠的选择。

更换驱动单元。更换驱动单元，并用直流电源更换交流设备，交直流电源串扰的主要原因是同时存在直流和交流电。因此，如果交流设备被直流设备取代，可以有效解决串扰问题，但另一方面，大多数直流设备市场需求低，因此购买变得极为困难，而且由于交易量小，这个专业工作人员特别小，这使得维护困难且昂贵，并且直流设备也是直接连接的。直流电源直流系统会更频繁地引起直流接地，因此要多加注意[2]。

反转直流电源。所谓的逆变器是应用逆变器进行处理，将220V直流电转换为220V交流电，然后将其用于诸如照明灯的设备的方法。由于交流线路越长，发生的危险事故就越多，逆变器可以直接安装在直流电源设备的接口上，完全可以消除串扰问题。在上述解决方案的描述中，逆变器有时存在一些问题：毕竟它仍然存在于交流侧，因此可以进行一些保护，例如安装一些保护装置，有效地避免了所有的交流和直流问题。在逆变器技术的开发和应用中，中国技术领先于世界，因此，这种方法在一定程度上具有很高的实用性，并且由于其成本低，它符合中国目前的国情。

2.2 逆变器对直流系统的影响

直流系统正常状态图如图1所示。其中，直流系统的测量点和地面监测系统由接地点O和高阻R1和R2组成。要确定直流系统是否在一点产生接地现象，您可以检测流过接地点O的电流。直流系统中通常有一个电容器，因此即使系统处于无接地状态，在实际应用中，通过电容器的电流通过接地点O的电流超出1.4mA，时，直流系统接地。当逆变器连接到直流系统时，交流侧逆变器故障肯定会影响直流系统，包括以下几个方面：第一，当节点3连接到接地点1时，逆变器的交流侧会出现一个接地点，系统通过直流点和控制点形成一个闭环。同样，在这种情况下，流过测量和控制点的接地电流量，以及电流的方向实际上随时间变化，并且逆变器DC侧的正负极的电流和流入电流是不同的。电流不平衡，此信号可以监控和保护继电器；第二，当节点3连接到接地点1并且节点4连接到引脚2时，将在逆变器的接地点之间形成一个或多个电路。此时，接地电流值将变大，并且逆变器大的不平衡电流也在DC侧产生；第三，如果变频器的交流侧出现短路，则较大的启动电流会干扰系统，逆变器直流侧的电流值也会相应增加[3]。

图1 直流系统的正常状态图

3 结语

对于现代社会，电力越来越多，变电站的作用越来越明显。本文件是关于继电保护中交直流电源串扰进行了详细说明，并提供了一些具体的解决方案----单一化保护装置的电源可以有效地防止这个问题的发生，因此使用逆变器将交流电源转换为直流电可以显着降低传输功率，可以减少继电保护交直流电源串扰事故数量，有效提高变电站继电保护的可靠性