朱海程 朱建超

（國(guó)網(wǎng)南陽(yáng)供電公司，河南 南陽(yáng)473009）

0 引言

母線、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電容器等一次設(shè)備和互感器的二次繞組、測(cè)量監(jiān)視裝置、繼電保護(hù)元件、自動(dòng)裝置等二次設(shè)備組成了變電站，由二次設(shè)備互相連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路，它對(duì)一次回路中各參數(shù)和各元件的工作狀況起著控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)、測(cè)量和監(jiān)視作用。當(dāng)二次回路受到干擾、出現(xiàn)問題時(shí)，不但會(huì)造成監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)紊亂、死機(jī)，還會(huì)引起繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)和誤動(dòng)，破壞二次回路的絕緣，損壞設(shè)備中的電子元件，從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 變電站二次干擾的途徑

變電站二次回路受到的干擾主要來(lái)自3個(gè)方面：一次設(shè)備對(duì)二次回路的干擾、二次回路本身相互存在的干擾、雷電波及無(wú)線電通信信號(hào)的干擾。

1.1 一次設(shè)備對(duì)二次回路的干擾

變電站的一次設(shè)備在正常運(yùn)行情況下，如果沒有操作，系統(tǒng)的電氣量是對(duì)稱的，對(duì)二次回路的干擾很小，但一次系統(tǒng)發(fā)生故障或異常以及運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，對(duì)二次回路將產(chǎn)生一定的干擾，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）在通過(guò)開關(guān)或刀閘進(jìn)行操作（特別是刀閘，由于其沒有滅弧裝置）的暫態(tài)過(guò)程中，在拉合高壓隔離開關(guān)操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧及火花放電現(xiàn)象，放電過(guò)程強(qiáng)度大、頻譜廣，對(duì)二次回路的干擾比較嚴(yán)重，甚至?xí)龤Ц哳l收發(fā)信機(jī)等高頻通道設(shè)備。

（2）會(huì)產(chǎn)生各種形式的短路故障。

（3）雷電對(duì)一次設(shè)備的放電，將會(huì)在高壓母線上產(chǎn)生高頻行波。

上述幾個(gè)方面會(huì)在一次系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾電壓，其將通過(guò)以下途徑進(jìn)入二次回路：

（1）通過(guò)電磁感應(yīng)傳入二次回路，從而對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。因?yàn)閹щ妼?dǎo)體周圍都存在感應(yīng)磁場(chǎng)，兩個(gè)帶電導(dǎo)體相互之間存在互感，因此一次設(shè)備和二次回路之間存在電磁耦合，例如一次系統(tǒng)的母線與二次回路的電纜之間，電流／電壓互感器一次、二次繞組之間，當(dāng)一次系統(tǒng)的回路出現(xiàn)變化時(shí)，在二次側(cè)就會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而干擾二次回路的正確性。

（2）通過(guò)靜電耦合對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。在變電站里一次設(shè)備與二次設(shè)備之間有靜電耦合，這是因?yàn)檩旊妼?dǎo)線及電纜間以及其他電氣設(shè)備之間都存在大小不等的分布電容，例如一次母線對(duì)二次電纜間的靜電耦合及互感器一、二次繞組間都存在靜電耦合，電壓幅值很高的一次系統(tǒng)就會(huì)對(duì)二次回路產(chǎn)生很大的干擾。

（3）變電站接地網(wǎng)中的電位差對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。為了減少接地網(wǎng)中存在的電位差對(duì)工作人員及一次設(shè)備的安全威脅，在變電站建設(shè)時(shí)就建立了相對(duì)完善的接地網(wǎng)，并裝設(shè)接地體，但是接地體本身也存在很小的電阻與電感，所以在變電站的接地網(wǎng)中不可能做到完全的等電位。當(dāng)有雷電引起避雷器動(dòng)作或一次系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，都會(huì)有很大的雷電流或短路電流經(jīng)過(guò)接地體的阻抗注入變電站的接地網(wǎng)，雷電流或短路電流再通過(guò)接地網(wǎng)分散進(jìn)入大地時(shí)便會(huì)產(chǎn)生電壓降，這樣接地網(wǎng)中電流注入點(diǎn)的電位就與和其他地方存在電位差，從而會(huì)對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。這種干擾可能會(huì)使計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)失靈，并且當(dāng)較大的接地網(wǎng)電流通過(guò)電纜或其外皮時(shí)，甚至?xí)㈦娎|燒毀。

1.2 二次回路自身產(chǎn)生的干擾

二次回路中有各種電子元器件，例如繼電器和接觸器，當(dāng)這些元件的接點(diǎn)動(dòng)作去開斷電感元件時(shí)，由于切斷的是電感電流，就會(huì)產(chǎn)生很大的暫態(tài)干擾電壓，有的甚至能達(dá)到數(shù)千伏，其足以使繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)，因此要采取相應(yīng)的抗干擾措施。

1.3 無(wú)線電通訊設(shè)備對(duì)二次回路的干擾

無(wú)線電通訊設(shè)備的發(fā)射功率較大，當(dāng)在繼電保護(hù)裝置附近使用時(shí)，其會(huì)在繼電保護(hù)裝置的二次回路產(chǎn)生干擾電壓，這種無(wú)線電干擾會(huì)影響保護(hù)的正確動(dòng)作。

另外，變電站里的380V／220V交流系統(tǒng)也會(huì)在直流回路中產(chǎn)生干擾。

2 干擾信號(hào)的分類

要對(duì)二次回路的干擾采取防范措施，避免這些干擾對(duì)保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)的影響，就要對(duì)這些干擾進(jìn)行分類。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，干擾信號(hào)可以進(jìn)行以下劃分：

（1）按干擾的來(lái)源劃分，可以分為內(nèi)部干擾與外部干擾。內(nèi)部干擾是指干擾來(lái)源于二次設(shè)備裝置內(nèi)部，它主要包括長(zhǎng)線傳輸造成電磁波的反射，雜散電感和電容的結(jié)合引起的不同感應(yīng)信號(hào)，多點(diǎn)接地造成的電位差等幾個(gè)方面；外部干擾是指干擾主要來(lái)自于二次回路中裝置的外部，它主要包括電源的工頻干擾，其他設(shè)備輻射的電磁波而產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)或強(qiáng)磁場(chǎng)等，這些干擾通過(guò)裝置的電源線、地線、所有的輸入／輸出線引入。

（2）按信號(hào)源組成的等值電路劃分，可以分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是發(fā)生在回路中一點(diǎn)與接地點(diǎn)之間的干擾，它會(huì)引起對(duì)地電位發(fā)生變化。差模干擾主要是由于長(zhǎng)線路傳輸時(shí)的互感以及線路上分布電容的影響等，發(fā)生在兩條回路導(dǎo)線之間的干擾，其串聯(lián)于信號(hào)源之中，傳遞途徑與裝置有用的信號(hào)的傳遞途徑相同。

（3）按干擾信號(hào)的頻率劃分，可以分為高頻干擾與低頻干擾。高頻干擾的頻率很高，比如雷電沖擊波中包括頻譜含量豐富的快速瞬變干擾及振蕩等；低頻干擾包括工頻與其諧波以及頻率在幾千赫茲的振蕩或者無(wú)線電信號(hào)。

3 二次干擾對(duì)電力系統(tǒng)的影響

變電站的各種干擾都會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)干擾電壓，通過(guò)靜電耦合、電磁耦合或直接傳導(dǎo)等途徑進(jìn)入二次回路，其頻率可達(dá)幾百至幾千千赫，峰值高達(dá)幾百伏至幾千伏，甚至幾十千伏，其對(duì)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）使二次回路中繼電保護(hù)裝置的一些元件產(chǎn)生電壓或電流，從而引起元件動(dòng)作，使繼電保護(hù)裝置發(fā)生不正確動(dòng)作，造成誤動(dòng)或拒動(dòng)現(xiàn)象。

（2）使控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生紊亂，可能造成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)死機(jī)。

（3）使二次回路絕緣遭到破壞，甚至造成回路中電子元器件的損壞。

（4）嚴(yán)重情況下，可能影響變電站的正常運(yùn)行，從而進(jìn)一步影響到電網(wǎng)的正常安全運(yùn)行。

從實(shí)際情況來(lái)看，二次回路中一點(diǎn)對(duì)接地點(diǎn)之間的共模干擾和高頻干擾對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，容易損壞電子元器件；低頻干擾或兩回路之間的差模干擾則常引起繼電保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站的干擾信號(hào)來(lái)自各個(gè)方面，其會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的保護(hù)及其他二次設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，在變電站施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，一定要采取措施來(lái)限制干擾信號(hào)，從而保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。