变电站继电保护电磁干扰问题分析

发表时间:2020/6/8   来源:《当代电力学文化》2020年04期   作者:吴艳 徐雅新 马继元
[导读] 继电保护装置是变电站的核心装置之一,是变电站安全运行的保障。
        摘要:近年来,随着电力系统科技水平的不断提升,变电站的继电保护装置也越来越智能、可靠、安装简单、维护方便。继电保护装置是变电站的核心装置之一,是变电站安全运行的保障。
        关键词:变电站;继电保护;电磁干扰问题分析
        引言
        电力行业是我国社会市场经济不断进行发展的重要内容之一,各个行业以及社会中的居民在生产生活中都需要电力。我国的高压发电站发展速度非常快,很多方面都没有得到完善,很容易在日常的工作中出现各种问题,就比如工作人员在实际的变电工作操作时会受到很多因素干扰工作的准确性,还有可能在继电保护的过程中出现问题,如果不能及时的解决工作中出现的这些问题,可能给社会其他企业带来很大的经济损失。所以变电站要及时的不断的提出抗干扰技术,并在变电工作开始之前制定好预防干扰的管理方案。
        1继电保护装置抗电磁骚扰研究的意义
        目前国内变电站采用的继电保护装置,基本都是微机型继电保护装置。这种装置便于安装,易于维护,并具备通信功能。但是,这种装置容易受到电磁骚扰现象的影响,从而导致保护误动、保护拒动,进而影响变电站运行可靠性的现象。解决这种问题,对变电站的继电保护装置进行抗电磁骚扰分析,主要有以下几方面的作用:一是对继电保护装置进行抗电磁骚扰分析,可以提高变电站继电保护装置运行的整体环境适应性,从而保障继电保护装置正常运行。二是提高继电保护装置二次系统的组合优化程度,提高控制中心的控制效果,帮助模拟电路的开关稳定翻转,保障电力系统的电力资源进行正常的输出。三是提高变电站数字电路运行的可靠性,减少数字电路运行过程当中的错误现象,提高地址转接的准确程度。四是保护变电站的二次系统元器件,不受电磁骚扰的危害。提高整个计算逻辑的准确程度,保障变电站的微机程序系统准确运行。
        2变电站继电保护电磁干扰问题分析
        2.1接地故障形成的干扰
        变电站设备运行时会产生较大电流,设备运行的过程会受到外界环境的干扰,所以变电站内大部分运行于户外的设备都会安装接地线以确保变电设备的安全运行。而接地故障同时也是继电保护干扰的一大源头,接地设备在运行发生故障时,接地故障电流会流经变电站的中心点并经接地网络重新回到故障处,从而造成接地网中的压差升高,形成电磁干扰影响变电站继电保护功能发挥作用。
        2.2电磁干扰对变电站二次系统的影响
        目前,随着电力工程发展需求的提高,它的应用技术不断更新。变电站继电保护装置的主要应用形式是微机型继电保护装置。与传统继电保护相比,它具备结构先进、安装简单、维护方便及保护可靠的特点。实践过程中,微机型继电保护装置对运行环境的要求较为苛刻。一旦继电保护抗干扰措施利用不当,将导致整体运行环境的恶化,从而影响继电保护装置的正常运行。具体而言,电磁干扰对变电站二次系统的影响表现在三个方面。第一,电磁干扰影响变电站二次系统的组成和控制系统,造成模拟电路的开关电路误翻转,影响电力系统电力资源的正常传输;第二,数字电路是当前电力工程的重要技术支持,在电磁干扰下,数字电路运行会出现数据传输错误、地址转接错误等危害;第三,电磁干扰损坏变电站二次系统电气元件,从而造成计算或逻辑错误,阻碍程序系统的正常运行。实践过程中,为有效避免这些问题的影响,电力工作人员须在分析电磁干扰源的基础上,合理规范继电保护装置,进而提升继电保护质量。
        2.3雷电产生的电磁干扰
        变电站在进行工作的时候自身就会产生很大的电荷,尤其是在夏天,经常会出现雷雨现象,可能会出现雷击电线的状况,如果雷电正好击中看户外建立的电线结构架,这时候雷电中的电流就会以很快的速度进入到变电站的供电网络中。如果继电保护系统的屏蔽层正好在其他的电线网络层上,就会产生高频电流。所以变电站的继电保护系统就会感应到这些干扰因素,严重影响了我国高压发电站继电保护系统所发挥的保护作用,还有很大的可能损坏变电站所使用的继电保护设备,进而影响到整个电力工作的进行,不利于我国社会市场的发展。

我国一部分山区和雷电频发的地区的电线网络就很容易受到雷击电磁波的干扰,所以我国的高压变电站应当把重视雷击现象频发地区的抗干扰措施。
        3抗电磁干扰的措施
        3.1减小接地电阻
        由于雷电造成的电磁干扰是变电站干扰中的一种常见干扰,因此变电站一般通过设置接地电阻的措施来避免雷电的电磁干扰。与此同时,接地电阻也会应用于设备正常运行的保护中以用来提升变电站设备运行的可靠率。变电站设备常通过设置使用数量较多的互感器和避雷器来保障变电站正常运行,这些互感器以及避雷器的使用必然导致较大的电流,因此应当减小接地电阻的阻值以防止变电设备在故障时产生大的电流效应来达到抗干扰的效果。
        3.2继电保护室及控制室的屏蔽
        为了使二次设备正常运行,一方面要求在一次干扰源上降低干扰水平,尽可能降低一次设备的接地阻抗,降低因注入高频电流产生的暂态电位升,并构成一个具有低阻抗的接地网,以尽可能降低变电站内的地电位差,从而降低对二次回路及设备的干扰;另一方面,在变电站的设计和建设中应采取相应措施,使得传到这些二次设备上的干扰水平降低到它们可以接受的水平。继电保护室或控制室实现屏蔽主要措施有两条,一是将所有房体结构的加强筋和钢结构等全部焊接联通,这样可以取得20dB的屏蔽效果。二是对控制室包括地板在内装一夹层,实现连续的金属屏蔽。在施工过程中必须保证屏蔽金属板(网)间的相互联通。上述两种措施的综合作用,可以取得的屏蔽效果约为60dB。一般情况下,为了应对接近变电站的雷击,实现二次设备的防护,控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相连。金属结构与钢筋混凝土的加强筋必须联通,上端与避雷针相连,下部与地网相连,以形成有效的网络法拉第笼。
        3.3其他抗干扰因素的措施
        我国发电站在实行抗干扰工作的过程中有着很大的工作量,不利于企业更快达到抗干扰的发展目标,所以工作人员尝试通过其他的措施实现继电保护设备系统的抗干扰工作,首先管理人员不允许带着有点的监控设备进入继电保护系统中的工作通道中,从根本上降低继电保护设备受到的干扰因素,同时不要在信号设备上增加电缆电线,防止发电站的通信通过受到干扰影响,再加上一次接地系统,不仅的能很好的抵抗电磁波对继电设备的干扰,同时还能防止电线结构受到雷击。管理人员要制定科学有效的接地措施,降低电位在开关的时候产生的落差。
        3.4软件上采取的抗干扰措施
        当硬件出现了问题,可通过软件来把关。①对输入数据进行检查。微机保护装置中的RAM中存放着保护所需的运算数据,保护装置为模拟信号的两个通道的数据采样一致才认为有效,否则取用以后的数据。②开入回路检查。在微机保护巡检过程中,将采集到的开入量与上电时的状态比较,确认常开与常闭状态的开入量正确,并储存这些开入量。③跳闸指令的跳闸入口合理输出。微机保护发出跳闸命令不是由一条指令实现,而是分成多条指令,同时把校核放在两条跳闸指令之间,以确保安全。微机保护标志位确认状态正确,再发跳令,微机保护可以通过这种方法来提高出口回路的抗干扰能力。
        结语
        变电站继电保护装置在工作中面临着各种可能出现的干扰源,若不加防范抑制则会对继电保护的运行造成严重影响。对变电站继电保护的各干扰源进行了分析,并提出了干扰抑制措施以期提高变电站继电保护抗干扰能力,增强变电站的供电可靠性。
        参考文献
        [1]刘峰,杨超,马晓卉.浅谈变电站继电保护装置抗电磁干扰问题分析[J].中国新技术新产品,2016(11):76-77.
        [2]王斌,杨晓飞,赵国强.新一代智能变电站继电保护装置前接线研究[J].电工技术,2016(2):132-133.
        [3]刘震,李媚媚.浅析智能变电站继电保护装置的检修方法[J].科技创新与应用,2016(10):167.
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