基于变电站继电保护的抗干扰能力分析

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年3卷20期   作者:解立秀 刘江伟
[导读] 在新时代下,国家经济建设取得了可观的成果,尤其是在电力需求量剧增的同时,电网的覆盖率越来越大
        解立秀  刘江伟
        云南电网有限责任公司怒江供电局  云南怒江  673199
        摘要:在新时代下,国家经济建设取得了可观的成果,尤其是在电力需求量剧增的同时,电网的覆盖率越来越大。在此情况下,变电站的建设也在不断的进行,数量、规模都在扩大。在变电站中,主要以自动化设备和继电保护装置为主,所以对于稳定性有着极高的要求。但是,从实际情况上来看,由于变电站处于特殊环境下,接触到的干扰因素较多,非常容易出现故障或者异常情况。因此,若想提升自动化设备和继电保护装置的可靠性,就必须强化变电站继电保护的抗干扰能力。
        关键词:变电站;继电保护;抗干扰
        在当下,我国的电力事业正处于蓬勃发展的阶段,在变电站的建设上,对于自动化设备和继电保护装置,实现了进一步的优化和改进,功能越来越强大。在变电站中,其抗干扰能力主要是通过继电保护装置来实现的,这对于电力系统的平稳运行,有着直接的影响[1]。因此,针对这些干扰因素,必须制定合理的解决方案,提升变电站继电保护的抗干扰能力。对此,本文基于变电站继电保护的抗干扰能力进行了探究。
        一、变电站继电保护概述
        (一)变电站继电保护概念
        从电力系统运行的角度上看,若是系统出现故障或者异常情况,继电保护装置则会自动进行分析和判断,以及做出反应,清除故障,亦或者对故障进行隔离。
        (二)变电站继电保护作用
        首先,保证电力系统的正常运行。在电力系统运行的过程中,特别是在出现问题后,继电保护装置能够及时地做出反应,对故障进行自动的识别和判断,排除故障,或者将异常情况分隔出来,确保电力系统能够处于正常的运行状态[2]。
        其次,降低故障带来的不利影响。在变电站中,若是出现故障或者异常情况,继电保护装置就会立刻做出反应,自动发出警报信号,工作人员就能及时发现故障,并排除故障。特别是电力系统非常地庞大,还具有关联性极强的特点,如果某个部分出现问题,则可能会对整个电力系统的运行造成影响。继电保护系统就是用来解决这个问题的,降低故障带来的不利影响。
        二、干扰源类型
        (一)接地故障
        在电力系统运行的过程中,特别是在变电站内部中,如果出现单相(多相)接地故障,那么故障电流就会沿着“变压器中性点位置—地网—架空线”这个路线,流回故障点[3]。但这并不是重点,重点是在故障电流进入地网后,各电网之间就会产生较高的电位差,即50Hz的工频干扰。此时,就会对高频的保护造成干扰,导致电力系统运行不畅,影响供电工作的正常运行。
        (二)电感耦合
        在变电站中,对于隔离开关,若是操作不规范,就会产生高频电流,而在这个高频电流过高压母线时,在母线的周围,就会产生一个强大的磁场。在这种情况下,一部分的磁通,就会对二次电缆进行包围,最终形成一个包围作用。此时的二次回路中,会明显的受到对地电流的干扰,最终传递到继电保护装置,影响其保护作用的发挥。
        (三)断路器导致的故障
        该种故障是指直流回路中的电感圈,出现了意外断开的情况,其较宽频谱的干扰波出现了变化。此时,如果出现严重的异常情况,干扰波可能会达到50Hz。此时,在通信设备的使用中,引起高频电磁波,对通信设备进行电磁干扰,最终影响通信的正常进行,这种情况在人们的日常生活中时有发生。


        (四)雷电干扰
        雷电干扰这种干扰源,常出现于雨季。由于变电站本身就处于强电环境下,若是进入雨季,这种雷电干扰的概率也会增大。若是户外架构或者线路遭遇雷击时,在变电站周围会形成一个较大的电流,并施加给地网,在二次电缆屏蔽接收到不同的接地点时,屏蔽层就会形成一个瞬态电流,对二次电缆产生干扰,并通过测量设备传至二次回路,对原有的继电保护进行干扰。
        三、变电站继电保护的抗干扰能力分析
        (一)对继电保护设备进行等电位面建设
        在电力系统运行正常的情况下,为了实现继电保护装置微控系统的可靠性,则需要将内联网的中心计算机、各套微机的保护与控制装置等,处于同一电位面。在继电保护设备中,为了避免地网电位差的窜入,则需要联系控制室的地网,使其与等电位面连接,才能够保证二者的电位面保持一致。对于其他保护设备,其各组件内外部的接地点,必须使用专用连线,并通过专用的接地网,与为空时的接地线进行连接。在这种情况下,就可以有效地实现微控系统与接地面处于同一个等电位面,减少电位差对二次设备的影响。
        (二)对一次设备的接地电阻进行降低处理
        在变电站建设的过程中,降低一次设备的接地电阻,则能够有效地减少电磁干扰。所以,在选择继电保护装置时,如避雷针、电压互感器等,要尽量降低一次设备的接地电阻,减少电阻带来的不利影响。另外,针对高频电流引起的电位差,需要从强化接地网的抗阻能力出发,实现变电站内部电位差的降低,有效地减少其带来的消极影响。
        (三)合理地进行接地处理
        从电力系统的运行情况上看,位于变电站内部的接地网络,特别是两接地点,具有的电位差,通常是不会保持一致相等的,而且这个电差,还会随着电流强度的变化,产生变化。此时必须进行接地处理,才能够保证不受干扰。所以要合理地进行接地处理。在进行接地作业时,就要充分地考虑到保护屏接地铜排的问题,针对其对继电保护设备造成的影响,制定合理的解决方案。对于高频电缆两端,如果想实现同时作业,则需要满足两个条件:第一,对于开关作业,需要使用分支铜导线,将高频电缆屏蔽层与滤波器,在二次设备上进行连接,此时使用的连接线,必须是10mm2以上的绝缘导线,才能够实现其接地功能;第二,对于微控制的作业,需要使用多股规格为1.5~2.5mm2的绞铜线,对高频同轴电缆的屏蔽层和保护屏的接地铜牌进行直接连接。在这个过程中,特别需要注意的是,必须注意不能忽视保护屏接地铜排的问题,避免对变电站的继电保护设备造成不良影响。
        (四)分隔处理波滤器的一次线圈与二次线圈
        在电力系统运行的过程中,针对雷电干扰、电感耦合这些故障时,则需要将连接滤波器的一次线圈,与连接滤波器的二次线圈,进行分开处理,最好保证二次接地点与一次接地点之间的距离,保持在3~5m之间。由于雷击或者开关操作不当,也会产生高频电流,当这个高频电流通过电容,进入地网后,此时会产生高频电压,干扰继电保护装置的正常运行。另外,当该高频电流通过电容器的接地点时,此时会产生较高的地电位,导致地电位快速的进行衰减。因此,对二次回路接地点与此接地点的距离,进行扩大,就可以有效地实现降低电位差的目的,避免产生干扰影响。
        结束语
        在今时今日,我国电网的建设日趋完善,对于继电保护设备的应用越来越广泛。在应用继电保护器装置时,大部分电力企业一般会选择大规模的集成电路,借此来提升继电保护器设备的智能性、高效性。然而,这些设备非常容易受到干扰,因此对于变电站的建设,必须对其内部的自动化设备和继电保护装置进行改进,全面提升继电保护系统的抗干扰能力,实现电力系统的稳定运行。
参考文献
[1]张向敏.高压变电站继电保护抗干扰技术[J].电子技术与软件工程,2019(07):218.
[2]曹露.220 kV及以上变电站继电保护抗干扰研究[J].设备管理与维修,2018(23):110-111.
[3]张敏.浅谈微机继电保护的优点及抗干扰措施[J].中国设备工程,2018(16):177-178.
       
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