劉 峰,楊 超（沈陽電業(yè)局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

變電站二次回路抗干擾問題淺談

劉 峰,楊 超
（沈陽電業(yè)局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

變電站二次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，二次回路的安全與否關(guān)系到電力系統(tǒng)是否安全運(yùn)行，我們探討二次回路的抗干擾問題的目的就是為了保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。本文介紹了變電站二次回路干擾電壓的四方面來源，針對(duì)各種干擾電壓分析了原理及抑制措施。

變電站；二次回路；抗干擾；安全運(yùn)行

1 二次回路干擾電壓的來源

1.1 來源于一次回路的干擾電壓

一是靜電耦合。通過靜電耦合到二次回路的干擾電壓，實(shí)質(zhì)上是經(jīng)由二次回路的對(duì)地阻抗，即所謂的共模阻抗和干擾源（一次回路）與二次回路間的耦合阻抗而加到二次回路的。一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的靜電耦合，包括一次母線和二次電纜間的靜電耦合及互感器一次繞組和二次繞組之間的靜電耦合。

二是電磁耦合。電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾電壓，是由于一次回路和二次回路之間存在互感而引起的。干擾電壓的大小與一、二次回路間的互感阻抗，干擾源電流的大小、頻率以及一、二次回路的相對(duì)位置有關(guān)。一次回路與二次回路之間的電磁耦合，包括一次母線和二次電纜以及互感器一次繞組和二次繞組之間的電磁耦合。

三是地電位差。在一次系統(tǒng)發(fā)生接地短路或避雷器動(dòng)作時(shí)，都會(huì)有大的電流流入變電站的接地網(wǎng)，此電流流經(jīng)接地體的阻抗時(shí)便會(huì)產(chǎn)生電壓降，使得接地網(wǎng)中電流流入點(diǎn)和其他地方的電位不同。在同一回路中有不同的接地點(diǎn)，分布在變電站的不同區(qū)域時(shí)，各接地點(diǎn)間地電位差就會(huì)在連接的電纜芯中產(chǎn)生電流，即對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。

1.2 二次回路自身產(chǎn)生的干擾電壓

二次回路自身產(chǎn)生的干擾電壓主要來源于其所接的電感元件。電感元件在接通或斷開時(shí)將產(chǎn)生暫態(tài)干擾電壓，其幅值與電感元件的工作電壓、工作電流及電感量的大小有關(guān)。直流系統(tǒng)中接有斷路器電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘線圈時(shí)，在斷路器操作時(shí)將產(chǎn)生較高的暫態(tài)電壓。

1.3 變電站380/220V交流對(duì)控制、保護(hù)回路的干擾

變電站380/220V交流主要用于動(dòng)力、照明、加熱回路，一般與控制、保護(hù)回路沒有直接關(guān)系。但在設(shè)計(jì)和布線時(shí)如不注意容易發(fā)生交流動(dòng)力或加熱回路與保護(hù)或控制回路共用電纜，或并排布線。交流回路與直流回路間因距離很近、互感大，則50Hz的交變電流或一次回路在380/220V交流系統(tǒng)中產(chǎn)生的電磁干擾，就會(huì)通過互感，在直流回路中產(chǎn)生干擾。

1.4 無線電干擾

變電站內(nèi)的無線電干擾主要來源于高壓電氣設(shè)備的電暈放電、電弧放電、通信設(shè)備發(fā)射的高頻電磁信號(hào)等。對(duì)來自一次設(shè)備的無線電干擾，通?？赏ㄟ^對(duì)一次設(shè)備發(fā)射的無線電干擾水平的限制或通過電磁屏蔽措施有效地預(yù)防。目前，無線電干擾對(duì)二次設(shè)備構(gòu)成威脅的主要來源是無線對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電話。

2 干擾電壓的抑制

2.1 對(duì)靜電耦合的抑制

一是增大耦合阻抗。在相同干擾源電壓的情況下，增大耦合阻抗可減小二次回路的干擾電壓。耦合阻抗實(shí)際上就是一、二次回路間的容抗。二是采用帶屏蔽的控制電纜。在220kV變電站中廣泛采用管狀的、有一定厚度并由低電阻率材料構(gòu)成屏蔽層的控纜，較編制或帶繞的屏蔽層具有更好的屏蔽作用。為了降低屏蔽層阻抗，還可以采用屏蔽層多點(diǎn)有效接地、設(shè)分流導(dǎo)線等措施，作為減小耦合電壓的措施。三是將保護(hù)下放到配電裝置分控制室，縮短控制電纜，有利于抑制靜電耦合干擾電壓。四是充分利用變電站中的自然屏蔽物。例如電纜隧道和電纜溝蓋板中的鋼筋、各種金屬構(gòu)件、建筑物中的鋼筋等，只要在施工中注意將它們與變電站的接地網(wǎng)連接起來就能形成良好的靜電屏蔽。

2.2 對(duì)電磁耦合的抑制

一是減小互感阻抗。在電纜溝道布置時(shí)，應(yīng)盡可能與一次載流導(dǎo)體成直角，減小平行段的長度；在電纜直埋或采用其他方式敷設(shè)時(shí)，應(yīng)注意避免與一次載流導(dǎo)體平行，減小互感；在設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能同一回路的電纜芯安排在一根電纜內(nèi)，盡量避免同一回路的“+”、“-”極電纜芯在不同的電纜內(nèi)。同一回路在不同的電纜內(nèi)時(shí)，各電纜應(yīng)平行敷設(shè)，采用相同路徑。在有條件的情況下，“+”、“-”極芯線采用絞對(duì)線，這是最為有效的降低感應(yīng)電壓的措施，并且對(duì)任何頻率的干擾電壓都是有效的。

二是采用電磁屏蔽。在干擾源與二次回路之間設(shè)置電磁屏蔽物，使感應(yīng)磁通不能進(jìn)入二次回路，即可消除二次回路的感應(yīng)電壓。工程中常用的措施就是采用帶電磁屏蔽的控制電纜，其屏蔽效果與屏蔽層材料的導(dǎo)磁系數(shù)、高頻時(shí)的集膚效應(yīng)、屏蔽層的電阻等因素有關(guān)。屏蔽層采用高導(dǎo)磁材料時(shí)，外部磁力線大部分偏移到屏蔽層中，而不與屏蔽層內(nèi)導(dǎo)線相交鏈，因而不會(huì)在導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。高導(dǎo)磁材料的屏蔽層對(duì)各種頻率的外磁場都有屏蔽作用。

2.3 對(duì)由地電位差產(chǎn)生干擾電壓的抑制

在發(fā)生接地短路時(shí)，變電站內(nèi)各點(diǎn)地電位的差別，在兩端接地的電纜屏蔽層中和兩端接地的電纜芯中會(huì)產(chǎn)生電流。根據(jù)IEEE會(huì)議資料介紹，在后備保護(hù)動(dòng)作的期間內(nèi)，此電流一般不會(huì)超過屏蔽層的短時(shí)熱穩(wěn)定電流。為消除變電站各點(diǎn)電位的差別產(chǎn)生的干擾電壓，在變電站內(nèi)有二次設(shè)備的范圍內(nèi)設(shè)等電位接地網(wǎng)。

為防止地電位差在電纜芯線中產(chǎn)生電流，在二次回路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免電纜芯線與接地網(wǎng)形成閉合回路。為此，要做到在有電氣連接的回路中只能有一個(gè)接地點(diǎn)。例如，在差動(dòng)保護(hù)的電流回路，只在戶內(nèi)設(shè)一個(gè)接地點(diǎn)；全站電壓互感器的零相在戶內(nèi)只設(shè)一個(gè)公共的接地點(diǎn)，而不會(huì)在戶外電壓互感器處接地。

2.4 對(duì)來自380/220V交流干擾的抑制

在二次回路設(shè)計(jì)和施工時(shí)，不得將保護(hù)、控制、信號(hào)的直流回路與380/220V交流動(dòng)力、電熱、照明回路共用一根電纜，對(duì)各種保護(hù)、控制屏的屏后接線，也不得將380/220V交流回路與上述直流回路的導(dǎo)線捆扎在一起，而應(yīng)分別走線。在380/220V交流回路應(yīng)單獨(dú)設(shè)端子排，如一定要與直流回路端子放在一起時(shí)，交、直流回路間至少應(yīng)有兩個(gè)空端子隔開。

2.5 對(duì)無線電干擾的抑制

為防止戶外高壓配電裝置的無線電干擾波侵入到室內(nèi)，控制室及繼電保護(hù)室應(yīng)設(shè)電磁屏蔽網(wǎng)。屏蔽網(wǎng)在土建施工時(shí)埋入墻中，與土建結(jié)構(gòu)中的金屬件可靠連接并接地。應(yīng)限制在靜態(tài)電路構(gòu)成的保護(hù)裝置附近使用無線對(duì)講機(jī)，手機(jī)等無線通信設(shè)備。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站二次系統(tǒng)由電子器件構(gòu)成的設(shè)備越來越多，與電磁式設(shè)備相比，其抗干擾能力又有明顯下降，對(duì)二次回路造成的電磁干擾威脅也就更大。同時(shí)，電力用戶對(duì)供電可靠性的要求也越來越高，這就使得變電站抗干擾問題變得更為突出。本文通過闡述干擾源的來源及抑制措施，從工程應(yīng)用角度出發(fā)，提出了抗干擾的可行性措施。

［1］宋繼成.220-500kV變電站電氣接線設(shè)計(jì)［J］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 電氣二次部分［J］.北京：水利電力出版社，1991.

Substation secondary circuit of interference problems

Liu Feng,Yang Chao
（Shenyang Electric Power Bureau electrical installation company,Liaoning Shenyang,110003）

Substation secondary system is the nerve center of the power system, the secondary circuit security related to whether or not the safe operation of power system, we explore the secondary circuit of interference problems purpose is to guarantee the safe operation of power system. This article describes the four aspects of the source of the interference voltage substation secondary circuits, for a variety of interference voltage analyzes the principle and suppression measures.

substation secondary circuit anti safe operation

TM711

A

劉峰（1988-），男，漢族，助理工程師，本科，畢業(yè)于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)，主要從事變電站工程建設(shè)管理工作。

楊超（1984-），男，漢族，一級(jí)建造師，本科，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，主要從事變電站工程建設(shè)管理工作。