孙炜
摘要:引发继电保护装置动作错误、监控系统不正常工作的关键性因素就是干扰问题，所以及时的处理继保装置和自动化设备相关抗干扰问题是关键性的问题,可以维护装置正确动作率提升。
关键词:变电站;继保装置:自动化装置;抗干扰;问题研究
引言
现今变电站自动化系统大规模地利用和继电保护设备的不断更新，干扰问题是造成继电保护装置不正确动作和监控系统不正常工作的主要原因之一，采取有利措施解决保护和自动化设备的抗干扰问题越来越迫切。解决好这个问题，将可以显著提高保护的正确动作率。
一、继电保护装置与自动化装置抗干扰的措施
(一)降低一次设备的接地电阻措施
尽可能降低一次设备如避雷器、电流互感器、电压互感器等的接地电阻，这样可以降低因高频电流注人时产生的暂态电位差，并构成一个具有低阻抗的接地网，以尽可能降低变电所内的地电位差，从而降低对二次回路及设备的干扰。
(二)高频同轴电缆应在开关场与控制室两端分别接地措施高频同轴电缆只在一端接地，在隔离开关操作空母线等情况下，必然在另一端产生暂态高电压。高频同轴电缆两端接地的具体接法是:在开关场，高频电缆屏蔽层在结合滤波器二次端子上，用大于10mm2绝缘导线连通并引下，焊接在分支铜导线上，实现接地:在控制室内，高频电缆屏蔽层用1.5 ~ 2.5mm'的多股铜线直接接于保护屏接地铜排实现接地。要注意的是个别人误以为收发信机机壳能可靠接地，只把高频电缆屏蔽层接到收发信机接地端子，而没有直接接到保护屏接地铜排上,这可能只是一气点接地。为了进一步降低开关场和控制室两接地点间的地电位差和电流流过高频电缆屏蔽层引起的电压降，我们要求在紧靠电缆处敷设截面不小于100mm',两端接地的接地铜排，该铜排在控制室电缆层处与地网相接，并延伸至与保护屏等电位面相连;在开关场距结合滤波器接地点3 ~ 5m处与地网连通，并延伸至结合滤波器的高频电缆引出端口。
(三)连网微机设备的地之间无电位差
如果微机保护装置集中在主控制室，为了实现可靠通信, 必须将连网的中央计算机和各套微机保护以及其他微机的控制装置都置于同一等电位平台上，这个等电位面应该与控制室地网只有一点的联系，这样的等电位面的电位可以随着地网的电位变化而浮动，同时也避免了控制室地网的地电位差窜人等电位面，从而保持了连网微机设备的地之间无电位差。各微机设备都应有专用的具有一定截面的接地线接到等电位面上，设备上的各组件内外部的接地及零点位都应由专用连线连到专用接地线上，专用接地线接到保护盘的专用接地端子，接地端子以适当截面的铜线接到专用接地网上,这样就形成了一个等电位面的网，有利于屏蔽干扰。
构造等电位面有两种可能的方法:一种方法是将微机保护盘底部已有的接地铜排通过焊接连通，同时在尽头用专用100mm铜排连通，形成一个铜网络，这个网络与由电缆沟引来的粗铜导线连通，借粗铜导线对控制室的接地点形成要求的对地网的唯一点接地;另一种方法是保护盘的底部构造一个专用的铜网络，各保护盘的专用接地端子经一定 截面铜线连到此铜网络实现。
(四)断开结合滤波器的一、二次线圈间的接地连线断开结合滤波器的一、二次线圈间的接地连线，且二次接地点距离一次接地点3-~5m，是防开关操作、自然雷电等引起于扰的一项措施。隔离开关操作或雷击产生的高频电流，很容易通过高频通道的高压祸合电容器流人地，其间产生很高的高频电压，可通过层间电容和一、二次线圈间的杂散电容经二次电缆传到二次设备端子上。如果不把一、二次线圈间的接地连线断开，则该高频电压将会对继电保护装置造成干扰。高频电流经祸合电容器接地点人地时;将在接地点处产生极高的地电位，而地网对高频来讲是高阻抗，使得这高频地电位沿四周较快地衰减。因此，为了减少二次回路接地点与控制室二次设备间的地电位差，二次回路接地点应与一次接地点有一定距离，要求不小于3-5m，这样也减少了电缆屏蔽层中通过的高频电流，降低对芯线的干扰。
(五)减少电磁场的辐射干扰
辐射电磁场干扰的防护相对来说要容易一些，尤其是有金属机箱的微机型产品更容易，其防护注意点就是做好屏蔽接地;抗辐射电磁干扰所要做的就是选择金属机箱，保证机箱整体电气连结良好并可靠接地，装置面板上的开孔不能够太大、机箱上的散热孔应开成圆形小孔(圆孔比长孔屏蔽效果好)，这样才能使机箱起到应有的屏蔽效果。
二、自动化设备抗干扰的措施
(一)采用屏蔽层措施
大量运行实践证明，用于自动化设备的信号采集电缆采用带屏蔽层的信号电缆是最有效的抗电磁干扰措施。电缆屏蔽层的屏蔽效果与屏蔽材料的导磁系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等因素有关。屏蔽层采用高导磁材料时，外部磁力线大部分偏移到屏蔽层中，而不与屏蔽层内导线相交链，因而不会在导线上产生感应电势。经过现场测试，带有屏蔽层的信号电缆的暂态电压水平普遍较低，且均在二次回路允许的范围之内，而没有屏蔽层的电缆，其感应电压要增加几十倍，远远超过了二次回路允许的过电压水平。对于目前站内大量的RS- 232通信电缆，同样必须附带屏蔽层。此类电缆最好不要与强电电缆混合敷设，如果受制于条件不得不与强电电缆混合敷设时，设计中要考虑外加屏蔽管。
(二)屏敞层的接地方式措施
采用带屏蔽层的电缆之后，屏蔽层的接地方式在变电站二次设计中必须认真加以考虑。理论计算证明，采用两点或多点接地能有效降低静电藕合干扰电压，而采用一点接地时因降低电缆屏蔽层对地阻抗的作用小，故抑制静电藕合千扰电压的作用也小。另外，采用两点或多点接地还能有效地抑制电磁感应产生的干扰电压。
当大电流接地系统发生单相接地短路时，站内接地网中会流过故障电流，如果接地体及地网的质量存在问题，此电流流经接地体的阻抗时便会产生电压降，从而使得站内各点的地电位有较大的差别，此电位差使得在两端接地的电缆屏蔽层及电缆芯中产生电流，在此种情况下，我们建议只将信号电缆的屏蔽层一端接地，并且，当信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;信号源不接地时，屏蔽层应当在测控没备(如RTU)侧接地;如果信号端和测控端都必须接地，则对信号必须采用光电等隔离措施，屏蔽层在信号端接地。
(三)自动化设备及系统措施
随着变电站综合自动化系统的飞速发展，站内自动化系统在变电站运行中的地位越来越重要。因此，自动化系统工作电源的稳定可靠与否，已经不仅仅是干扰自动化系统正常工作的问题，而且直接关系到电网的安全运行。实践证明，站内自动化设备及系统的工作电源应严禁直接接人站内所用电源或直流电源，其理想方式应该采用UPS电源系统。UPS电源技术已经成熟，且价格不断下降，这为UPS大规模使用创造了条件。信号采集装置应配备独立的信号电源，且具备交、直流无延时切换功能。电源装置应具备提高电源质量的功能，并且容量要有裕度。对于安装大量室外设备的大型变电站，由于信号电缆距离普遍较长，如果使用弱电(24V) ，则电压衰减比较严重，影响信号的正常采集。此种情况下，我们建议信号电源使用强电。
(四)采用双触点采集措施
在站内自动化设备所受到的种种干扰中，接点抖动是仅次于电磁干扰的另一大干扰因素。为彻底解决这一问题，我们在加强自动化软件功能的同时，对于重点信号,着重从二次设计角度进行改进。具体措施是采用双触点采集。
(五)采用光电隔离装置措施
在加强自动化设备自身可靠性的基础上，应加强其抗干扰能力，具体措施是在信号输人回路中采用光电隔离装置。这项技术目前在多数数据采集装置中已得到应用，但由于所采用的光电藕合器件耐压水平不够而时有损坏，在选择时应当注意。
(六)改进变电站监控方案
目前，很多地区变电站自动化系统的建设模式还是局限于以RTU为核心，受制于这种模式，传统的二次电缆仍被大量采用，因此这种方案避免不了站内的各种干扰，尤其是电磁干扰。随着相关技术的快速发展及成熟应用，分层分布式理念越来越得到基建及设计部门的认可，这种方案的核心是保护、测控设备按照间隔直接下放到一次设备附近。随着这种方案的实施,二次强电回路变得非常简单,取而代之的是仅有几根光纤线路，从抗干扰角度讲，这无疑是一种非常理想的方案。
三、结语
本文结合变电站内保护和自动化设备所受千扰的种类及机理，给出了实际可行的解决措施，使保护装置和自动化系统成为变电站安全运行的保护神。同时在变电站日常运行和维护工作中，切实可行的寻求因干扰引起的通信及继电保护误动。
参考文献
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