摘要：随着我国科学技术不断的发展，电力自动化系统和继电保护设备逐渐在变电中得到广泛应用。但是，因为变电站有强度很大的电力磁场，在这个区域中不仅有大电流及高电压一次设备，还有小电流及小电压二次较弱的设备，一次强电装置能够引起强电磁干扰，这样的干扰会对二次设备的正常运行造成严重的影响，处了这些，二次弱电设备还有可能受到供电系统中的大气干扰、外干扰等。现在我国的电网正处在快速发展的阶段，变电站自动化的程度有了快速的发展，所以大多数变电站为了提高变电站的电力系统安全性能，不断的探索继电保护抗干扰技术。本文分析了对变电站继电保护干扰的干扰源类型，阐述了变电站继电保护设备抗干扰的技术措施。
关键词：变电站；继电保护；抗干扰；措施
0 引言
近年来，随着我国科学技术的不断发展，电力自动化系统及继电保护设备在变电站中得到了广泛的应用。但是，由于变电站有强度非常大的电力磁场，在此区域中不仅有大电流和高电压的一次设备外，而且还具有小电流和小电压等的二次较弱的设备。导致一次强电装置引起的强电磁干扰对二次设备的运行产生严重的影响，除此之外，在供电系统中的外干扰、大气干扰等等都有可能对二次弱电设备产生严重的影响。目前，我国电网正在快速发展的阶段，变电站自动化程度也随之飞跃，因此，提高变电站电力系统的安全性能，是当今大多数变电站对继电保护抗干扰的不断探索。
1 外界干扰的来源及其造成的影响
1.雷击干扰
雷击是变电站二次设备及其相应回路受干扰的主要来源。据有关资料表明，在雷电主放电过程中，沿雷电通道会流过幅值很大的、延续时间为近百微秒的冲击电流。当雷击发生在变电站或输电线路上时，雷电冲击波将经变电站内母线传导，最终经避雷器流入大地。在这个过程中由于电磁耦合作用，将在二次回路导线与地之间感应产生干扰电压。
在雷电冲击波上升过程中受干扰的二次回路可以感应1000V的干扰电压，这将对继电保护装置造成严重的威胁，这个干扰电压足以使微机保护装置的元器件被击穿损坏。
1.2 隔离开关操作过程产生的干扰
隔离开关在带电操作空母线或空线路过程中，对变电站内的二次回路及二次设备也是一种较大的干扰。隔离开关在带电操作的过程中，由于其动作速度慢及空气去游离能力差，使电弧多次熄灭和重燃，造成系统操作过电压和高频谐振电流流过母线，在母线周围产生强烈的高频电磁场，辐射到二次回路或通过电磁耦合传到二次电缆中，造成对二次回路和二次设备的干扰，使保护装置正常工作受到影响。
母线上的高频电流最终经过接地电容注入地网，引起地网的地电位和地网不同点的电位差。在二次电缆的屏蔽层中感应出高频电流，从而干扰被屏蔽的二次回路。使干扰信号由二次电缆进入保护装置，使之受到不同程度的干扰，同样使装置不能正常工作。
1.3 接地故障产生的工频干扰
在变压器中性点直接接地的变电站中，当系统发生接地故障时，接地故障产生的故障电流将经过变压器的中性点，流入地网并经大地和架空地线流回到故障点。由于地网的阻抗，当故障电流流过时，地网的电位将高于大地电位，并且在地网的不同点出现电位差。将在电缆屏蔽层感应出工频电流，从而干扰被屏蔽回路。地网的地电位高于大地电位，这将使高频保护的通信受干扰，甚至烧坏高频电缆的屏蔽层，高频保护受到威胁。
1.4 断开直流电感线圈过程产生的高频干扰
当直流控制回路中的电感线圈被断开时，会产生高频过电压使断开点多次燃弧。电感线圈被断开的等效电路图1中，设L为控制回路中的电感线圈，R为电感线圈的电阻，C为该回路的杂散电容。
当回路通过的电流i，K点被突然断开，线圈中的电磁能不能被突然释放，则通过与杂散电容C串联成高频谐振电路，产生高频电流。击穿触点K的间隙，使触点发生闪络，电弧多次反复，直到K点被完全拉开为止。在触点K发生闪络时，同一电源上的直流回路将受到直接的干扰，同时通过电磁耦合对相邻其它回路也造成严重的干扰，也能致使保护装置发生异常。
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1.5 静电放电的干扰
当工作人员带有高电压静电后触及保护装置时，装置可能遭受上千伏的放电电压，保护装置的元器件可能被损坏或使逻辑打乱。当工作人员身上的静电在保护装置附近放电时，装置将受到放电的电磁辐射，这同样也会使装置中的逻辑打乱。静电放电是保护装置的一种干扰源。
2 抗干扰的常用方法
2.l 提高保护装置自身的抗干扰能力
在相同干扰水平的环境中，具有高抗干扰能力的保护装置其运行更稳定、更可靠。通过向提供保护装置的生产厂家提出针对性技术改造的要求，使现有保护装置符合抗电磁干扰能力，或在变电站投产时选用高抗干扰能力的保护装置。使变电站以至整个系统能更安全运行。
2.2 降低外界干扰幅度
2.2.1 降低来自一次设备的干扰
针对前面提到的因地电位升高和地网不同点出现电位差而产生的干扰，可以通过采用合理的措施，如选用密集网格，并在地中打入辅助接地棒改善地网结构，通过增加设备的接地连线和改善设备接地的可靠性，从而降低地网和设备的接地阻抗。地网阻抗低，当雷电流注入地网或高频电流注入地网时，所造成地电位升的程度及地网不同点电位差也就会相应降低。
2.2.2 改善直流控制回路
对于因直流控制回路中电感受线圈被突然断开而产生干扰这种情况，其解决方法是加装续流回路，使电感线圈在断流时其电磁场能量释放并快速衰减。具体做法是在电感线圈上并联适当数值的串联电阻电容回路，或在电感线圈上并联电阻串二极管。
2.3 阻隔干扰的传播
来自外界的干扰如雷电干扰和一次回路的干扰是不可避免的，只能采取措施相对降低其干扰的程度。为了使二次保护装置不受这些强烈的干扰，最好的办法是阻隔干扰传播，使保护装置能有一个无干扰或低干扰水平的运行环境。
2.3.1 提高屏蔽效果
接地屏蔽能有效地阻隔电磁波向被屏蔽范围传播，使被屏蔽范围内的回路不受外界电磁波干扰。但由于各种因素，如屏蔽层所采用的材料和屏蔽层的接地方式等，使现场的屏蔽效果不能达到理想的状况。为了使变电站二次回路有较高的屏蔽效果，则二次回路的电缆应选用屏蔽层完好无损，并且其制作工艺符合要求的屏蔽电缆。通过改善电缆屏蔽层的接地也是提高屏蔽效果的一个方面。在220kV及以上的变电站中，由开关场引至微机保护屏的屏蔽电缆，其屏蔽层所采用在电缆两端同时接地的方式，就是提高屏蔽效果的一个例子。
2.3.2 二次回路的布线合理化
采用了不同电缆的芯线，由于两根芯线距离很大，使包围的磁通量很大，从而二次回路所受到干扰电压也很大。应在施工中杜绝这一情况的发生。
2.3.3 二次电流、电压回应路有一点接地
如果电流、电压互感器的二次回路没有接地，则互感器一次侧的高电压将通过一、二次线圈间的分布电容和对地电容形成分压，将高压电引入二次回路，其数值取决于二次回路的对地电容的大小。若二次回路有一接地点，便会使二次回路的分压为零，达到二次回路不受一次高压的干扰的目的。
3 结束语
本文在对继电设备所受的干扰类型进行详细分析后，提出变电站继电保护抗干扰的措施。近些年来，变电站的自动化系统与继电保护设备在日趋的更新，而继电保护装置和监控系统不能常规运转的主要原因之一就是干扰问题，因此，采取合理措施对干扰问题进行处理成为当务之急。干扰问题得到有效解决，能够在很大程度上增强保护力度。
参考文献：
[1]付大庆.变电站继电保护抗干扰措施研究[J].黑龙江科技信息，2001.
[2]杨丹.变电站继电保护的抗干扰探讨[J].四川科学，2010.
[3]陈柱.变电站继电保护抗干扰技术研究方法[J].科学之友，2010.
论文作者:聂德宇,陆震,刘陈,高辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
标签：干扰论文; 回路论文; 变电站论文; 电流论文; 屏蔽论文; 保护装置论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第15期论文;