摘要：随着我国电力系统容量的不断增加，电网结构的日益复杂，油田电网也逐渐变身为一个巨大的电磁网，该电磁网产生的电磁干扰对系统中电力设备的影响也随之增加，尤其是对变电站中二次回路的影响尤为显著。由于油田变电站内部电气设备的操作、电气设备周围的静电场和磁场、电晕和电磁波辐射等引起的电磁干扰的存在，对变电站微机保护装置的可靠运行造成越来越严重的威胁。因此对于油田变电站中二次回路的抗干扰性分析和研究成为一个重要的课题。
一、油田变电站抗干扰研究的意义
随着电力系统技术的飞速发展，电网规模也在不断的扩大，系统结构日益复杂。在电力系统中，对一次设备的可靠性及安全性的要求也随着科学技术和工艺制作水平的发展而有了显著的提高。而使对一次系统起控制、测量、监控、保护作用的变电站二次系统已经形成了变电站综合自动化系统，并且逐渐向微机化、智能化、信息化和网络化等方向发展成为必然趋势。
在电力系统正常运行时，一次设备和二次设备是在一个巨大的电磁网中工作，因此不可避免地会对电气设备尤其是对二次设备产生电磁干扰。由于计算机技术和微电子技术在系统中的应用越来越广泛，而它们耐受电磁干扰的能力却比较弱，从而导致变电站中二次系统更容易受电磁网的影响。
二、油田电力系统中主要的干扰源和传播途径
1 油田变电站二次回路中电磁干扰源
在油田变电站中，电磁干扰有工频、谐波、冲击和高频振荡等几种主要的表现形式，经常出现在变电站一次设备与一次设备之间、或是一次设备与二次设备之间，有时候也会在二次设备与二次设备之间出现。在油田电网这样的恶劣环境中，电磁干扰对系统中电气设备的影响可能产生在系统正常运行状态，也可能会在系统退出运行时，所以为了确保系统的安全可靠性，油田二次回路中电磁干扰主要的干扰源分为以下几种：雷电干扰、电磁耦合干扰、操作引起的干扰、短路电流、装置内部电子干扰。
2 油田电网二次回路中电磁干扰的传播途径
在油田变电站中，影响微机保护装置正常运行的主要干扰可以分为破坏性和非破坏性干扰两种。破坏性干扰是指具有较大能量的干扰，如高频阻尼衰减震荡波等。这种干扰在短时间内可以释放巨大的能量从而破坏微机保护装置，严重的话可以使保护装置彻底破坏。非破坏性干扰则是指系统在正常运行情况下，对保护装置CPU等敏感部件造成破坏的干扰，比如系统中发生的各种电磁波、高压瞬变脉冲等都属于非破坏性干扰 [2]。
油田变电站要想安全可靠性的运行，微机保护装置的安全可靠运行起着至关重要的作用。因此要确保在变电站中不管发生哪种干扰，都不会影响保护装置的安全运行。在油田电网中，电磁干扰在二次回路中的传播途径可分为：共阻抗耦合、辐射电磁场耦合、直接耦合、电容式耦合、电磁耦合、漏电耦合等几种。
在油田变电站对称二次回路中，电力系统二次设备和控制电缆的对地电容就是我们所谓的二次回路的对地阻抗。在一般情况下，由于两根电缆芯对地分布电容等于二次设备的二次绕组对地的分布电容，故而，在电力系统对称电路中，两部分上产生的干扰电压是相等，但是加在负载上的干扰电压则基本上接近为零，所以如果干扰电压达到一定幅值，就很有可能会造成二次设备或电缆芯的绝缘击穿。这种干扰与加到直流控制母线上的干扰电压极为相似[1]。
三、油田变电站二次回路抗干扰措施
在油田变电站中，电力系统是一个比较大的强电磁网，油田电力系统中的主要电气次设备都工作在这样一种强电磁环境中，变电站中的电气设备特别是二次设备极易受到电磁干扰。
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3.1 常见的抗干扰措施
1、装设静态保护和控制装置的柜柜地面下宜用截面不小于100mm2的接地铜排直接连接构成等电位接地母线。接地母线应首末可靠连成环网，并用截面不小于50mm2，少于4根铜排与长、站的接地网直接连接。
2、静态保护与控制装置的柜柜下部应设有截面不小于100mm2的接地铜排。柜柜上装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于50mm2的铜排与地面下的等电位接地母线相连。
3、对于微机保护电压、电流和信号接点的引入线，应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关站与控制室同时接地，不允许用电缆芯两端同时接地的方法作为抗干扰措施。利用电缆的屏蔽作用减缓电磁干扰，在控制室内电缆屏蔽层宜在保护柜上接于柜柜内的接地铜排；在开关场电缆屏蔽层应在与高压设备有一定距离的端子箱接地。互感器每相二次回路经屏蔽电缆从高压箱体引至端子箱，该电缆屏蔽层在高压箱体和端子箱两端接地。对于双层屏蔽电缆，内屏蔽应一端接地，外屏蔽应两端接地；电缆屏蔽最好不要接在保护柜（柜）上的接地铜排上。
4、高频同轴电缆应在两端分别接地，并紧靠高频同轴电缆敷设截面不小于100mm2的铜排。如变电站内有多回高频电缆，则应在控制室电缆走廊和主电缆沟视情况敷设一或二根公共100mm2铜导线，并在分支电缆沟敷设一根同样粗细的铜导线（铜排），公共铜导线（铜排）与分支铜导线（铜排）的结触电阻要小，宜烧铜焊联接。同时要求将设在开关站的高频结合滤波器的接地点和高频保护收发信机的接地点都直接接到100mm2铜导线（铜排）上，以保证铜导线（铜排）对高频电缆屏蔽层的可靠短路。高频通道歌连接处（结合滤波器与耦合电容器引下线除外）必须用铜螺丝固定。
5、传送音频信号应采用屏蔽双绞线，其屏蔽层在两端接地；传送数字型号的保护与通信设备间的距离大于50m时，应采用光缆；对于低频、低电平模拟信号的电缆，如热电偶电缆，屏蔽层必须在最不平衡端或电路本身接地处一点接地。
3.2 其他的抗干扰措施
1、交流回路和直流回路不使用同一根电缆，可以防止交直流间的相互干扰、强电回路与弱电回路不使用同一根电缆，屏内连线不捆扎在一起可以防止强电回路对弱电回路的干扰。
2、不采用电缆备用芯两端同时接地方法作为抗干扰措施。因为这样做，当接地的电缆芯两端的电位不同时，会在接地的电缆芯中产生电流，对不接地的电流芯产生干扰。
3、对继电保护等电感性元件，要采取防止切断感性电流产生干扰电压的措施。一般采用在感性元件两端并联串有电阻的反向二极管，而不能在继电器接点上并联电容。
4、为防止户外高压配电装置等产生的无线电干扰波侵到室内，控制室及继电保护室应设电磁屏蔽网，或利用建筑体本身的钢筋连接后屏蔽体。保护屏柜及装置的外壳要可靠接地。对集成电路等抗干扰能力较差的保护装置，必要时应增加屏蔽网。在继电器室，应限制使用无线对讲机等无线通信设备。
结束语
对于油田变电站中二次回路的抗干扰性研究，多年以来一直是研究热点，到目前为止并没有形成非常完整的理论体系。本文主要是根据油田实际工作环境，针对变电站具体工作情况，分析了影响系统内容部二次回路的一些主要干扰源和干扰传播途径，并对于变电站二次回路提出了几种主要的抗干扰措施。我们要想彻底解决变电站中干扰问题的困扰，还需要去做许多工作。希望本文能够起到抛砖引玉的作用，对后来的研究者能有所借鉴。
参考文献
[1]屠幼萍.发变电站电磁干扰源对二次系统的传播途径[J].电力建设,2000,16-18.
[2]吴良斌.现代电子系统的电磁兼容性设计[M].北京：国防工业出版社,2004,15-30.
论文作者:李青青
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/7
标签：变电站论文; 回路论文; 干扰论文; 油田论文; 电缆论文; 屏蔽论文; 抗干扰论文; 《电力设备》2016年第17期论文;