高壓變電站繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)

1、 高壓變電站繼電保護(hù)抗干擾技術(shù) 【摘 要】隨著人們的生產(chǎn)生活對(duì)電能的依賴(lài)程度逐漸加大，用戶(hù)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及供電的可靠性提出了更高的要求，確保電網(wǎng)安全、有效的運(yùn)行已經(jīng)成為電網(wǎng)工作人員的首要任務(wù)。高壓變電站中安裝的繼電保護(hù)裝置能夠自動(dòng)完成故障點(diǎn)及故障類(lèi)型的檢測(cè)，并及時(shí)切除故障原件，有效的降低了大范圍停電的概率?！娟P(guān)鍵詞】變電站;高壓;繼電保護(hù);抗干擾在變電站的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，交變磁場(chǎng)會(huì)對(duì)變電站內(nèi)的一、二次設(shè)備產(chǎn)生較大的影響，造成較為嚴(yán)重的設(shè)備故障，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的損失。高壓變電站中的繼電保護(hù)裝置是變電站穩(wěn)定運(yùn)行的核心保障設(shè)備，能夠有效保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但非正常的電磁環(huán)境以

2、及超出正常幅值的電壓都會(huì)干擾繼電保護(hù)裝置的正常工作，進(jìn)而給變電站的穩(wěn)定運(yùn)行造成威脅。因此，應(yīng)采取有效的技術(shù)手段提升繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力。1關(guān)于繼電保護(hù)1.1繼電保護(hù)的概念繼電保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)電力系統(tǒng)中發(fā)生的異常情況或是故障，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或是將故障進(jìn)行切除或隔離。由于這一過(guò)程中會(huì)使用一些有觸點(diǎn)的繼電器對(duì)電力系統(tǒng)或相關(guān)元件（如發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線(xiàn)路等）進(jìn)行保護(hù)，從而避免其被損壞，因此稱(chēng)為繼電保護(hù)。繼電保護(hù)裝置一般是由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)以及執(zhí)行輸出等三個(gè)部分組成，且其在技術(shù)上應(yīng)滿(mǎn)足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性及可靠性，從而更好的實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能。1.2繼電保護(hù)的重要性在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中會(huì)有很多不

3、同的變電站，變電站之間相互連接，從而形成一個(gè)龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)。如果其中一個(gè)線(xiàn)路接地或者變壓器出現(xiàn)故障，會(huì)給整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，甚至?xí)?dǎo)致大范圍供電問(wèn)題或者造成人身財(cái)產(chǎn)的損失。而使用繼電保護(hù)裝置可以有效避免這一問(wèn)題的產(chǎn)生，將影響的范圍降到最低，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。1.3繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)裝置的功能一般要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后的電氣物理量的變化來(lái)通過(guò)相應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，其前后電氣物理量的變化有電流增大、電壓降低、測(cè)量阻抗發(fā)生變化以及電流和電壓之間的相位角發(fā)生改變等。根據(jù)這些變化，繼電保護(hù)裝置會(huì)構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)，如母線(xiàn)

4、繼電保護(hù)、變壓器繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)等。2 高壓變電站繼電保護(hù)干擾來(lái)源2.1雷電產(chǎn)生的電磁干擾由于高壓變電站正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電荷量，所以其自身的電磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，在雷雨天氣頻發(fā)的季節(jié)，雷擊電流下泄進(jìn)入高壓變電站的供電網(wǎng)絡(luò)，會(huì)對(duì)變電站的二次設(shè)備產(chǎn)生磁通干擾，破壞高壓變電站繼電保護(hù)，使變電站的正常運(yùn)行的功能性和安全性受到影響。2.2變電站高壓設(shè)備間電感耦合產(chǎn)生的干擾當(dāng)安裝在高壓變電站的隔離開(kāi)關(guān)之間產(chǎn)生電感耦合電流時(shí)，電流經(jīng)由變電設(shè)備流向高壓供電主線(xiàn)，會(huì)在主線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，致使處在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的變電站二次設(shè)備發(fā)生電磁感應(yīng)，進(jìn)一步生成回路電壓，對(duì)變電站的保護(hù)裝置產(chǎn)生較大的干擾，影響變電站內(nèi)

5、的二次設(shè)備正常運(yùn)行1。2.3斷路器故障產(chǎn)生的干擾在高壓變電站的正常運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)直流控制回路發(fā)生故障時(shí)，電磁感應(yīng)線(xiàn)圈會(huì)進(jìn)行自動(dòng)斷開(kāi)，而線(xiàn)圈斷開(kāi)瞬間會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁波，該電磁波會(huì)直接對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響變電站內(nèi)設(shè)備的正常工作。在這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)的操作人員使用移動(dòng)設(shè)備時(shí)，移動(dòng)設(shè)備受到變電站內(nèi)電磁波的干擾會(huì)不斷增加自身功率，進(jìn)一步造成電磁波干擾增強(qiáng)的惡性循環(huán)，降低了變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。2.4設(shè)備接地故障產(chǎn)生的干擾在實(shí)際的高壓變電站運(yùn)行過(guò)程中，由于電路連接過(guò)于復(fù)雜，導(dǎo)致經(jīng)常會(huì)發(fā)生設(shè)備多項(xiàng)接地故障或設(shè)備單項(xiàng)接地故障。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，變壓器的中性點(diǎn)會(huì)流經(jīng)故障電流，并在架空地線(xiàn)、故障點(diǎn)、中性點(diǎn)

6、之間形成更大的電流，致使變電站地網(wǎng)中出現(xiàn)電勢(shì)差，進(jìn)而產(chǎn)生工頻干擾，影響繼電保護(hù)裝置正常工作2。3高壓變電站繼電保護(hù)抗干擾措施為有效保障高壓變電站內(nèi)自動(dòng)控制裝置與繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，電網(wǎng)公司應(yīng)加強(qiáng)變電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程中的抗干擾技術(shù)應(yīng)用，從根源出發(fā)，提升變電站中二次設(shè)備自身的抗干擾能力。3.1合理控制繼電保護(hù)室的建設(shè)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置抗電磁干擾建設(shè)中，繼電保護(hù)室和控制室的建設(shè)對(duì)于提升抗電磁干擾能力具有重大影響。因此，電力工作者應(yīng)具體把控三方面內(nèi)容。第一，進(jìn)行一次干擾源的規(guī)范控制，降低接地阻抗，實(shí)現(xiàn)電磁干擾水平的有效控制;接地網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，合理控制暫態(tài)電位升，降低變電站內(nèi)地電位差，有

7、效管理二次回路和設(shè)備干擾因素。第二，進(jìn)行二次設(shè)備的質(zhì)量建設(shè)，如合理應(yīng)用電氣元件材料、實(shí)現(xiàn)變電站布局優(yōu)化及創(chuàng)新電力資源生產(chǎn)方式等，有效提升變電站二次設(shè)備的抗干擾能力，承擔(dān)傳遞到設(shè)備上的干擾信號(hào)。第三，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)室和控制室的屏蔽。一方面，建設(shè)人員應(yīng)進(jìn)行保護(hù)室房體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋和鋼結(jié)構(gòu)的焊接聯(lián)通，增強(qiáng)屏蔽效果;另一方面，設(shè)置控制室地板夾層，實(shí)現(xiàn)連續(xù)金屬的有效拼比。此外，為增強(qiáng)保護(hù)能力，人們?cè)诳刂剖以O(shè)置了避雷針，確保其通過(guò)多根周邊導(dǎo)體與地網(wǎng)相連。同時(shí)，系統(tǒng)連接金屬結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土的加強(qiáng)筋，有效建立網(wǎng)絡(luò)法拉第籠，提升變電站繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力。3.2設(shè)置電位面繼電保護(hù)裝置我國(guó)高壓發(fā)電站中的繼電保護(hù)設(shè)備

8、都是在一個(gè)控制室中進(jìn)行工作的，工作管理人員為了能進(jìn)一步對(duì)控制室的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)管理，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電位面上儲(chǔ)存設(shè)備可能在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，以及針對(duì)實(shí)際狀況對(duì)繼電設(shè)備做出的保護(hù)措施。而這個(gè)電位面能與繼電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系在一起，確保電位面能實(shí)時(shí)的觀(guān)察到繼電設(shè)備控制室發(fā)生的電位變化。而且在發(fā)電站內(nèi)部使用電位面能在防止其他電網(wǎng)對(duì)發(fā)電站網(wǎng)絡(luò)的入侵，能有效的檢測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備的工作狀況。除此之外，高壓發(fā)電站還需要將電位面與相對(duì)于的地線(xiàn)連接在一起，最終在發(fā)電站內(nèi)部形成一個(gè)全面的電位面網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)繼電設(shè)備不受到其他因素的影響。3.3電磁屏蔽屏蔽技術(shù)是抑制電子線(xiàn)路噪聲的重要技術(shù)之一，并具有良好的應(yīng)用效果，屏蔽技術(shù)對(duì)于磁耦合、電耦合和電磁耦合產(chǎn)生的干擾對(duì)象具有較好的抑制效果。電磁屏蔽，主要是利用低電阻的金屬屏蔽材料內(nèi)流過(guò)的電流來(lái)防止頻率較高的磁通干擾，具體應(yīng)用即是通過(guò)調(diào)整電子設(shè)備的儀器和儀表的線(xiàn)路布置，來(lái)解決噪音干擾問(wèn)題。4結(jié)束語(yǔ)變電站繼電保護(hù)裝置抗干擾控制是確保電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、提升電力系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量的有效措施。電力工作人員只有充分認(rèn)識(shí)干擾對(duì)變電站二次設(shè)備的影響，在分析干擾來(lái)源的基礎(chǔ)上進(jìn)行較高質(zhì)量的技術(shù)防治，才能提升變電站繼電保護(hù)裝置抗干擾能力、變電站二次系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量以及人們的生活