李國(guó)軍

摘要：隨著變電站逐步實(shí)現(xiàn)微機(jī)化、集成化、自動(dòng)化后，對(duì)操作環(huán)境的電磁情況要求也越來(lái)越高，此外，變電站內(nèi)為數(shù)眾多的高電壓等級(jí)的一次設(shè)備同樣會(huì)對(duì)變電站的二次系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾。文章在闡述變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地的原因和意義的基礎(chǔ)上，對(duì)三種常見的二次系統(tǒng)干擾源進(jìn)行了分析，并就變電站繼電保護(hù)二次接地技術(shù)方案進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：變電站；繼電保護(hù)；二次系統(tǒng)；干擾；接地技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM411 文章編號(hào)：1009-2374（2016）36-0189-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.094

科技的進(jìn)步推動(dòng)了電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)逐步朝著智能化、遠(yuǎn)距離傳輸、高壓電方向邁進(jìn)。變電站是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的重要環(huán)節(jié)，它的安全、穩(wěn)定、可靠、有效運(yùn)行影響重大，因此在實(shí)際工作中我們會(huì)運(yùn)用大量的繼電保護(hù)和測(cè)量設(shè)備來(lái)保障變電站的安全運(yùn)行。然而變電站本身復(fù)雜的電磁環(huán)境以及其他因素的影響，一次系統(tǒng)在正常運(yùn)行或者發(fā)生故障時(shí)均有可能對(duì)二次系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，從而影響二次系統(tǒng)的正常工作。而繼電保護(hù)設(shè)備作為二次系統(tǒng)的核心，對(duì)電磁的抗干擾能力較差，必須采用一定的接地技術(shù)方案來(lái)確保繼電保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行。

1 變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地的原因及意義

現(xiàn)代化的變電站電網(wǎng)電壓等級(jí)逐漸升高，容量逐步擴(kuò)大，對(duì)負(fù)責(zé)一級(jí)系統(tǒng)監(jiān)控、測(cè)量等工作的二次系統(tǒng)的技術(shù)水平要求也不斷升高，二次系統(tǒng)也隨之愈加智能化、信息化和微機(jī)化。早期的電磁型繼電保護(hù)設(shè)備，在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜃詣?dòng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)的綜合化微機(jī)型系統(tǒng)，大大提高了變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。與此同時(shí)，綜合化、自動(dòng)化、集成化的系統(tǒng)對(duì)電磁環(huán)境的要求也更加苛刻。然而包括一次系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行、系統(tǒng)短路故障、隔離開關(guān)操作、雷擊等因素均有可能對(duì)二次系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生干擾，引發(fā)設(shè)備誤動(dòng)、數(shù)據(jù)失真、監(jiān)控失常等諸多問(wèn)題，因此研究變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)的抗干擾方法意義重大。

目前，對(duì)于變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)的抗干擾的研究主要包括兩種途徑：一是加強(qiáng)二次系統(tǒng)設(shè)備自身的抗干擾能力研究，用技術(shù)革新的方式增強(qiáng)繼電保護(hù)設(shè)備的抗干擾能力；二是在變電站內(nèi)部設(shè)備安裝設(shè)計(jì)、管理模式方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，為二次系統(tǒng)提供一個(gè)能夠保障安全運(yùn)行的電磁環(huán)境。而在電力系統(tǒng)的正常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，合理的采用接地手段就是一種有效的提供保障安全運(yùn)行的電磁環(huán)境的方法。接地是指將電力系統(tǒng)的電力設(shè)備的部分采用專門的線路與大地相連，常見的接地種類包括工作接地、防雷接地、安全接地三種?？煽?、合理的接地可以有效降低一次設(shè)備的絕緣水平、減少系統(tǒng)設(shè)備的故障頻率、保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊的傷害，對(duì)變電站設(shè)備的安全運(yùn)行來(lái)說(shuō)必不可少。

2 變電站二次系統(tǒng)干擾

2.1 雷擊的干擾

雷擊是電力系統(tǒng)一種常見的現(xiàn)象，包括直接擊中電氣設(shè)備從而損害的直接雷擊，以及擊中電氣設(shè)備周圍物體產(chǎn)生感生磁場(chǎng)的間接雷擊兩種，避雷針等防雷裝置的普及在很大程度上減少了直接雷擊現(xiàn)象的產(chǎn)生。在理想情況下，主接地網(wǎng)阻抗設(shè)想為零，然而實(shí)際上主接地網(wǎng)是存在阻抗的，因此在雷擊電流引入大地的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。然而，這種幅值大、變化快、時(shí)間短的暫態(tài)干擾，對(duì)于集成化程度很高的二次系統(tǒng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，會(huì)很容易產(chǎn)生干擾，影響二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至破壞二次系統(tǒng)設(shè)備。

2.2 一次系統(tǒng)短路的干擾

一次系統(tǒng)設(shè)備是變電站內(nèi)部最大的暫態(tài)干擾源，當(dāng)一次系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生接地短路故障時(shí)，流入主接地網(wǎng)的短路電流會(huì)在接地網(wǎng)上形成電壓降，并且幅值較高，容易導(dǎo)致包括相關(guān)電纜在內(nèi)的二次設(shè)備的絕緣擊穿，甚至直接損毀。此外，短路電流還可以在二次電纜上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而對(duì)二次設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾。尤其是一次系統(tǒng)短路故障時(shí)，繼電保護(hù)二次系統(tǒng)設(shè)備還處于故障識(shí)別、處理期，更容易引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)。

2.3 電氣操作的干擾

在變電站內(nèi)部設(shè)備中，斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備的開斷操作同樣會(huì)對(duì)二次系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生干擾。其中，具有滅弧裝置且動(dòng)觸頭移動(dòng)較快的斷路器，在分合閘時(shí)電弧發(fā)生重燃的概率較?。欢綦x開關(guān)則不具備滅弧裝置，容易在分合閘時(shí)電弧發(fā)生重燃，從而形成電弧重燃過(guò)電壓和充放電涌流，從而對(duì)二次系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生干擾。尤其是當(dāng)前，電力系統(tǒng)容量不斷增加，電壓不斷加大，隔離開關(guān)開斷操作中的斷口電壓也隨之提高，容易產(chǎn)生重燃甚至多次重燃。

3 變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地技術(shù)

3.1 變電站二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)

在變電站一些繼電保護(hù)裝置較為集中的地方，如主控室、保護(hù)室、配電室等場(chǎng)所，應(yīng)當(dāng)敷設(shè)二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)，并要求絕緣子與主地網(wǎng)之間是相互絕緣的。此外，敷設(shè)二次電纜的場(chǎng)所，如LCP柜、開關(guān)場(chǎng)端子箱、配電柜等，也應(yīng)當(dāng)敷設(shè)等電位接地網(wǎng)，另外還應(yīng)當(dāng)使用與主接地網(wǎng)相連的銅排連接就地保護(hù)小室、通信室和集控室。以上所用銅排的截面積應(yīng)不小于100mm2。應(yīng)當(dāng)注意的是，室外等電位接地網(wǎng)與主地網(wǎng)相互連接時(shí)，盡量遠(yuǎn)離一些容易被高電壓擊穿的設(shè)備以及避雷針的接地點(diǎn)等地，一般距離應(yīng)大于15m。

3.2 戶外端子箱等電位接地

隔離開關(guān)的戶外就地端子箱、斷路器的戶外就地端子箱、設(shè)備的本體端子箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置截面大于等于100mm2的接地銅排，并用螺栓在水平（垂直）方向?qū)⒔拥劂~排兩端固定在端子箱體內(nèi)部。為了方便電纜屏蔽線、電

流/電壓互感器二次回路接地線及其他接地線更容易與接地銅排進(jìn)行連接，還應(yīng)當(dāng)在接地銅排上均勻排列若干個(gè)接線柱。最終連接接地銅排與等電位接地網(wǎng)的銅排，同樣應(yīng)使用截面積大于等于100mm2的接地銅排。

3.3 室內(nèi)保護(hù)屏柜等電位接地

室內(nèi)繼電保護(hù)以及安全自動(dòng)裝置屏柜內(nèi)同樣應(yīng)當(dāng)敷設(shè)截面大于等于100mm2的接地銅排（以下所提銅排均與此規(guī)格相同）。具體操作步驟如下：首先在屏柜下部沿水平方向用直徑為8mm螺栓固定接地銅排兩端，然后在銅排上應(yīng)均勻分布數(shù)個(gè)連接孔，以方便電纜屏蔽線、電流/電壓互感器、二次回路接地線和其他接地線與銅排的連接，接下來(lái)在屏柜的門柜之間固定黃綠相間的專用接地軟銅線，并用螺栓將其與柜內(nèi)的接地銅排進(jìn)行壓接，并用其將保護(hù)屏柜上各種二次系統(tǒng)設(shè)備的接地端子與接地銅排連接。

3.4 二次電纜及相關(guān)設(shè)備等電位接地

用于連接變壓器、電壓互感器等變電站一次設(shè)備與主控室、保護(hù)室等的二次電纜，需要借助使用金屬管，將一次設(shè)備的接線盒引至二次電纜就地端子箱。若分段連接，則金屬管應(yīng)該在連接處實(shí)現(xiàn)可靠烤接；若金屬管末端使用蛇皮管，還須用火泥將蛇皮管與金屬管的連接處封好。

3.5 交流二次回路等電位接地

需要注意的是，電流互感器的二次回路應(yīng)當(dāng)只有一個(gè)接地點(diǎn)，并且接地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)同樣裝設(shè)在不小于100mm2的接地銅排上。由電流互感器組合的電流回路的接地點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)于屏柜內(nèi)的接地銅排上；相對(duì)獨(dú)立的電流回路的接地點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)在配電裝置戶外端子箱內(nèi)的接地銅排上；備用電流互感器的二次繞組則可以直接從根部引至就地端子箱，經(jīng)接地銅排接地。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行與否關(guān)系重大，尤其是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)不斷升高，對(duì)變電站繼電保護(hù)設(shè)備的抗干擾能力提出了更高的要求?？紤]到變電站內(nèi)眾多的電氣設(shè)備、復(fù)雜的電磁環(huán)境，采用合理的接地技術(shù)是保障二次系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐寶鋒，范輝，賀春光.二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)的敷 設(shè)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，34（17）.

[2] 洪建軍.綜合自動(dòng)化變電站微機(jī)保護(hù)抗干擾研究[D]. 浙江大學(xué)，2008.

[3] 張勇.變電站繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地技術(shù)方案研究 [D].華北電力大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）