浅析110kv无人无人值守变电站的抗干扰措施

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浅析110kv无人无人值守变电站的抗干扰措施

摘 要: 笔者根据自己多年对旧站的改造和新站的安装经验,分析电磁干扰的起因及其危害,提出在实践中抑制各种电磁干扰的具体措施,仅供参考。

关键词:无人值守变电站; 抗干扰; 微机保护; 电磁干扰
0.前言
  随着计算机技术的飞速发展,新安装的110kV变电站均使用了微机保护及综合自动化装置。而一些旧的110kV变电站,为适应无人值守的需要,也进行了保护装置改造更换。
目前已投入运行的110kV无人值守变电站,微机保护及自动化装置。本文分析了各种电磁干扰产生的原因及其危害。针对运行的实际情况,提出了具体的抗干扰措施,诸如各种接地处理、屏蔽和隔离、滤波、旁路等。实践证明这些方法与措施是行之有效的,基本解决了运行中的微机保护及自动化装置的抗干扰问题。
1.电磁干扰产生的原因
  1. 1 高压隔离开关和断路器的操作。目前针对这些操作可能在母线或线路上引起含有多种频率分量的衰减振荡波。母线(或电气设备间的连线)相当于天线,将暂态电磁场的能量向周围空间辐射,同时通过连接在母线或线路上的测量设备( TA、1V、CW 等)直接耦合至二次回路。
  1. 2 雷击线路、构架和控制楼。直接雷击到户外线路或构件,会有大电流流入接地网。二次电缆的屏蔽层在不同的接地点接地时,就会因接地网电阻的存在,而产生流过屏蔽层的暂态电流。从而在二次电缆的芯线中感应出干扰电压,线路感应的过电压也会通过测量设备引入二次回路。
  1. 3 系统短路故障。系统短路故障与雷击构架一样会引起地网电位的升高,从而在二次电缆中引起干扰电压。
  1. 4 高压线路产生的工频电磁场干扰。这对于电子束类的显示设备产生电磁干扰是十分明显的。在户外变电站中,高压线路或母线会产生工频电磁场。一般而言,电压等级越高,产生的电场也越大。
  1. 5 局部放电(电晕、沿面放电)产生频率较高的电磁辐射,可能在电子设备的线路中引起电磁干扰。
  1. 6 二次回路中的开关操作。由于感性负载的存在,在二次回路的信号电源端口以及控制端口产生快速瞬变的脉冲干扰。由于电磁继电器的大量使用,在二次回路自身工作时会产生中频振荡暂态电压。
  1. 7 现代通讯工具的干扰,主要是在主控室内使用手机、对讲机等通讯工具产生的。
2.电磁干扰产生的危害
  2. 1 降低数据采集的可靠性。干扰侵入微机保护系统的输入通道并叠加在信号上,致使数据采集误差加大。
  2. 2 程序运行失常。微机保护系统受强干扰后,程序计数器PC值可能被改变,会破坏程序的正常运行。
  2. 3  数据出错。微机保护系统中, RAM是可读写的,在干扰的侵害下, RAM中的数据可能被修改,造成数据出错。
  2. 4 降低控制的灵敏性。输出接口受到干扰,使得输出信号混乱,导致控制输出误差加大,甚至失灵。
3.针对变电站各种电磁干扰的抑制方法
  3. 1 装置选择要求抗干扰能力强
  在变电站设计安装和改造时,应注意购买抗干扰能力强的微机保护、测控装置,这是保证全站提高抗干扰能力的重要的一环。如果装置本身的抗干扰能力差,那外部措施做的再好也无济于事。保护装置本身抗干扰的方法有硬件和软件抗干扰2种。硬件抗干扰主要技术有各种接地处理、屏蔽和隔离、滤波、旁路等,抑制和消除了大部分的干扰。但完全依靠硬件电路来消除所有的干扰是不可能的,还需要软件抗干扰。就是利用微机的高速运算和处理功能,采取程序的手段来检测并排除电磁干扰等对微机控制系统的影响。软硬件的抗干扰措施必须相互结合,才能取得较好的效果。
  3. 2 接地网按要求施工
  变电站的电磁干扰是不可避免的,降低电磁干扰对二次回路及设备的影响的基本手段,是隔离二次回路与一次回路之间的电磁耦合。其中二次接地是1种行之有效、简单易行的方法。而要使二次接地可靠,必须保证变电站的接地网能达到设计及反措的要求。这是各种抗干扰措施的最关键的一步,按《福建省电力系统继电保护25项反措实施细则》的要求,使用微机保护的变电站接地电阻应符合不大于0. 5Ω的要求。铜网接地是从开关站到主控室沿电缆沟铺设,并与接地网1点相连,截面积为100mm2 以上的接地铜排所构成。旧站改造时如果没有
铜网接地,必须增加。
  3. 3 保护屏应规范接地
  微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地,将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后,将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于50 mm2 的多股铜芯线,将于底部的接地小铜排相连接,而后接于铜网接地上,铜网接地与主控室电缆层的接地网应可靠连接。
  3. 4 控制电缆的接地
  感应电是干扰的主要来源,包括一次设备对二次的感应,二次回路对二次回路的互感。为防止感应电,对于由开关箱(柜)引入保护装置的交流电流、电压回路、信号回路、直流控制回路等电缆应全部采用屏蔽电缆。通过控制电缆进入微机保护装置和其它测控装置,开关箱(柜)到主控室的控制电缆也必须采用屏蔽电缆。电缆的屏蔽层应在开关柜
(箱)和保护屏内分别接入接地铜网。
  3. 5 高频保护用同轴电缆的接地
  应单独敷设1 条截面不小于100 mm2 的铜导线,放置在电缆架顶部与高频同轴电缆并行,两端亦应可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧,高频电缆的屏蔽层接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外部分在结合滤波器的二次接口处,可用大于10mm2 的多股钢芯线,将高频电缆的屏蔽层和铜导线可靠相连。
4.小结
  综上所述:实践证明,这些措施和方法是行之有效的,在无人值守110kV变电站的应用中,取得了良好的效果,基本解决了运行中对微机保护和各种自动化装置的抗干扰问题。