高压变电站继电保护抗干扰技术

2021-12-30汪博烨

科学咨询 2021年35期

汪博烨

（国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司江苏无锡 214000）

一、高压变电站继电保护干扰因素分析

（一）断路器故障引起的电磁干扰因素

在高压变电站的运行中，由于直流控制回路的问题，电磁感应线圈经常会断开。在断开的瞬间，会释放出一部分电磁波，电磁波的干扰将直接影响继电保护设备的正常工作。另外，工作人员在工作时，接触线圈会产生较大的火花，使用移动通信设备时会受到电磁波的干扰。而在使用移动通信设备的过程中，自身所需功率的增加意味着电磁波的增加，直接影响了继电保护设备在变电站中的作用，不利于提高我国变电站的实际工作质量[1]。

（二）雷电电磁干扰

变电站在运行过程中，会产生大量的电荷，特别是在夏季，会出现雷暴现象，从而可能导致避雷线的情况。如果雷击仅仅击中室外架设的网架，雷击中的电流就会以很快的速度进入变电站的供电网络。如果继电保护系统的屏蔽层正好在另一个线网层上，就会产生高频电流。因此，变电站继电保护系统会感知到这些干扰因素，严重影响我国高压电站继电保护系统的保护功能。同时也极有可能损坏变电站所用的继电保护设备，进而影响整个电力工作，不利于我国社会市场的发展。我国一些山区和雷电多发区的电网容易受到雷电电磁波的干扰，因此我国高压变电站应注意雷电多发区的抗干扰措施。

（三）接地故障引起的干扰因素

在我国高压变电站的实际工作中，多相接地故障时有发生。这种故障会使一小部分故障电流通过变压器的中性点，并通过内部接地网将电流返回故障点。此时，接地工作中产生的故障会使导线内部大量电流通过接地点，使接地点内部电位产生较大间隙，对继电设备影响很大，严重干扰变电站的正常运行。

二、在变电站建设中对继电保护抗干扰技术的具体应用

（一）对一次设备的接地电阻进行降低处理

在变电站和继电保护装置的建设中，应尽量降低一次设备的接地电阻。降低一次设备的接地电阻可以有效避免暂态电位差的出现，也可以将接地网建成低阻抗系统，降低变电站的电位差，从而减小接地系统阻抗对二次回路装置的影响，同时使继电保护装置的误差值最小[2]。

（二）对电路进行电容串联处理

在高频信道中，耦合作用的实现通常是通过高频变量来实现的。此时，电容器被连接在高频通道的电缆电路中，并串联起来。变电所所有高频电缆均采用两点同时接地的措施。如果变电所高压电网因故不能接地，将导致高频电缆的两个接地点之间的电位差和接地电流传输到地网时的纵向电位差，纵向电位差会对高频电缆的电路产生很大的干扰，容易造成发射机变量的饱和，甚至破坏发射机的信号传输功能。要解决这一问题，必须对工频电流进行隔离，电路的电容串联可以有效防止这一问题的发生，成功地阻断工频电流，保证继电保护装置不受工频电流的干扰。

（三）合理接地处理

变电站内两个接地点之间的电位面不相等，通常存在电位差。该电位差将根据接地网接收到的电流强度的变化而变化。接地网接收到的电流越大，两个接地点之间的电位差就越大。当同一回路中的不同点接地时，接地网中的电位差会进入回路形成分流器，应合理进行接地处理。当变电所接地时，高频同轴电缆的接地可分别在控制室和开关站进行。如果只有电缆的一端接地，则会在电缆的另一端产生瞬态高压。因为只有电缆的一端会引起电缆两端的电压不平衡，从而产生瞬态高压。当收发机设备上产生瞬态高压时，会干扰收发机的正常信号传输，严重时会损坏收发机设备，进而引发事故。高频电缆两端的接地操作包括以下两个步骤：在开关站工作时，高频电缆屏蔽层和滤波器用分支铜导线连接在二次设备上，连接线采用10mm2以上的绝缘线实现接地功能；在控制室操作时，高频同轴电缆屏蔽层和保护屏的接地铜板应采用规格为1.5～2.5mm2的铜绞线直接连接。需要注意的是，在控制室进行接地操作时，不能只接电缆屏蔽和收发底座装置，而忽略保护屏接地的铜板，否则，这端接地将不起作用，对变电站继电器的运行造成不利影响保护设备[3]。

（四）对继电保护设备进行等电位面的建设

微机保护装置通常集中在主控室。此时，为了保证通信的可靠性和稳定性，应建立一个包括所有微机保护装置、中央计算机和所有其他微机装置的等电位系统。等电位平台系统应与控制室内的地网保持动态接触，保证等电位面能随地网电位的变化而发生相应的变化，控制地网电位差对电位面的干扰，保证变电所所有微机设备接地电位差的平衡和稳定，实现继电保护系统不受电位差的干扰。等电位面的施工一般采用两种方法：将微机保护屏底部的接地铜板连接起来，并与末端的铜板成网，与电缆分开的粗铜线连接，通过粗铜线实现接地；建造一个铜网络，所有设备连接在保护面板的底部。

（五）分离过滤器的初级线圈和次级线圈

为防止雷电和开关操作对继电保护装置的干扰，与滤波器相连的一次线圈和二次线圈可以分开，二次接地点与一次接地点的距离应保持在3～5m，雷击或电容器投切产生的高频电流产生的高频电压容易对继电保护装置产生不利影响。当有高频电流通过电容器接地点时，会在此处产生相当高的地电位，但接地网会使高频地电位迅速衰减，因此可以扩大二次回路接地点与该接地点之间的距离，以减小接地电阻接地点和二次设备之间的电位差。电缆屏蔽层中流过的高频电流大大减少，从而控制对芯线的不利影响。