變電站二次回路干擾來源的分析及其解決措施

1、變電站二次回路干擾來源的分析及其解決措施No.03.2012北京電力高等專科學(xué)校BeijingElectricPowerCollege電子,通信與自動控制皿變電站二次回路干擾來源的分析及其解決措施葉峰(江西水電檢修安裝工程有限公司工程分公司,江西南昌330038)摘要:隨著科技的不斷發(fā)展.變電站的智能化程度也越來越強(qiáng),但其智能化的程度越強(qiáng)對二次系統(tǒng)的干擾也越來越多.文章從數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)干擾的來源入手,提出了幾點(diǎn)防范二次回路干擾的措施.關(guān)鍵詞:變電站;二次回路;干擾分析;對策措施中圈分類號:TM67文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A一,二次回路的干擾分析(一)二次回路干擾信號分析.外部干擾則主要是雷電,無線電

2、強(qiáng)干擾等對數(shù)字化變電站系統(tǒng)強(qiáng)電磁作用對二次回路所產(chǎn)生的干擾.大部分時間由于一次系統(tǒng)運(yùn)行在對稱狀態(tài),其電流和電壓均為對稱的,對二次回路的干擾非常小.一次系統(tǒng)對二次回路的干擾在實(shí)際中具體表現(xiàn)在:雷擊時一次系統(tǒng)高壓母線上的高頻行波干擾;避雷引線在雷擊時的地電位差干擾;一次系統(tǒng)在短路,斷路器工作以及隔離保護(hù)運(yùn)行時的暫態(tài)干擾等.二次系統(tǒng)自身引起的干擾.從原理上來說.干擾主要是由接觸器與繼電器接觸點(diǎn)開關(guān)中的電感元件所引起的暫態(tài)電壓與電流造成的.此外無線電干擾,220V/380v交流等也會在二次回路中產(chǎn)生電磁反應(yīng)而導(dǎo)致干擾電壓.(二)數(shù)字化變電站二次回路干擾分析在變電站智能化以前.傳統(tǒng)的變電站的二次系統(tǒng)因?yàn)?/p>

3、其線纜二次接線復(fù)雜導(dǎo)致了二次回路的抗干擾能力差.隨著信息化技術(shù)的運(yùn)用,數(shù)字化變電站已經(jīng)大規(guī)模使用,其對于數(shù)字通信技術(shù)和光纖技術(shù)的大量運(yùn)用使得變電站二次回路受到的干擾來源發(fā)生變化.由于在數(shù)字化變電站中的各種動作信息以及信息采集均是通過數(shù)字化的光纖傳輸,大大減少了線纜所產(chǎn)生的干擾.數(shù)字化變電站因?yàn)榧夹g(shù)上的原因不需要引入二次線纜而使得一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)有很好的隔離.消除了因?yàn)榫€纜的傳導(dǎo)性電磁干擾.從理論上來說,數(shù)字化變電站的二次回路干擾可以從電子互感器,通信控制網(wǎng)絡(luò)安全以及智能操作箱幾個方面來考慮.1,電子互感器干擾隱患.電子互感器的原理是把一次側(cè)的模擬量由傳感頭變換為額定的4V/200mv,輸出,

4、再經(jīng)過遠(yuǎn)端模塊采集,并把其濾波和積分變換,數(shù)模轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號,最后經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘柡笸ㄟ^光纖傳送到開關(guān)單元.2,通信控制網(wǎng)絡(luò)安全干擾隱患.數(shù)字化變電站的智能化程度高,有其不可比擬的優(yōu)勢.但是一旦某些智能設(shè)備受到干擾,將會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果.3,智能操作箱干擾隱患.智能操作箱是安裝在一次設(shè)備附近,易受一次設(shè)備影響,必須要保證一次設(shè)備的線纜在一次設(shè)備和智能操作箱之間.從而保證電磁干擾最小.二,二次回路抗干擾對策措施要實(shí)現(xiàn)良好的數(shù)字化變電站的抗干擾二次回路目標(biāo),最大限度地減少電磁兼容的干擾影響.可以從控制干擾源,減少干擾源和敏感設(shè)備耦合程度以及提高設(shè)備抗干擾能力3個方面協(xié)調(diào)采取措施.具體到

5、操作上.就是從耦合控制,接地措施,設(shè)備抗干擾能力等方面展開.(一)耦合控制在耦合控制上,可以增大干擾源與二次系統(tǒng)間的距離,合理減少線纜長度.降低耦合效果.其中,合理的線纜鋪設(shè)路徑,可以減小干擾源與二次系統(tǒng)之間的耦合電容.增大系統(tǒng)間的耦合阻抗,減低耦合干擾.此外.電場屏蔽也是耦合控制的手段之一,它主要是抑制雜散電容引起的耦合干擾.利用接地良好的具有優(yōu)良特性的金屬屏蔽體,將變化的電場限制在一定空間內(nèi),目的是阻斷干擾源到系統(tǒng)中其他敏感電路間的傳播路徑.在屏蔽材料的選取上,要求材料必須具備良好的導(dǎo)電率,諸如銅,銀,鋁等.同時還必須保證良好的接地.這一點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)槿绻荒鼙ＷC屏蔽體的良好接地,將會導(dǎo)

6、致比不采取屏蔽措施更加嚴(yán)重的干擾后果.至于屏蔽磁場,因?yàn)槠淇梢苑譃楦哳l與低頻2種,所以要區(qū)別對待.196文章編號:1009011S(2012)03019601對于高頻,需要利用屏蔽體所產(chǎn)生的反磁場來消除干擾源所產(chǎn)生的磁場,實(shí)現(xiàn)磁場對消,從而最終實(shí)現(xiàn)此屏蔽.對于低頻,是利用諸如鐵,各種稀有金屬合金等具有高磁特性的材料所構(gòu)成的地磁阻回路,目的是使得干擾源所產(chǎn)生的磁場被"包裹"在屏蔽體內(nèi),達(dá)到屏蔽效果.最后是靜電屏蔽,其是利用磁場被良好接地的屏蔽體所吸收的原理來實(shí)現(xiàn)屏蔽作用的.屏蔽體良好接地可以使磁場只能進(jìn)入屏蔽體的淺層,達(dá)到良好屏蔽效果,但是如果屏蔽體不接地,因?yàn)槠帘误w的幾點(diǎn)作

7、用,也同樣可以達(dá)到屏蔽效果,只是沒有良好接地的效果好罷了.(二)接地措施二次系統(tǒng)與二次電纜屏蔽層接地電位的不同.是產(chǎn)生有害干擾的主要來源.所以,一次系統(tǒng)的接地是減少干擾的主要措施之一.至于一次系統(tǒng)的接地方式,通常有3種:單點(diǎn)方式,多點(diǎn)方式以及浮點(diǎn)方式.浮點(diǎn)接地通常運(yùn)用到電路及產(chǎn)品工作狀態(tài)時.不可以和大地或者公共接地直接相連,它的原理和隔離變壓器的功效大體類似,實(shí)施浮點(diǎn)接地時,比較容易形成靜電電荷積累的效應(yīng);單點(diǎn)接地的方式,就是把全部的接地引線都連接至一個接點(diǎn),然后通過這個接點(diǎn)和地連接;多點(diǎn)接地的方式,是將設(shè)備或者系統(tǒng)需要接地的引線.全部與其最近接地點(diǎn)相連接.通常在數(shù)字化變電站中.存在工作地,防

8、霄地,儀器和控制系統(tǒng)地以及設(shè)備地.這4種接地系統(tǒng)需要與地網(wǎng)相連接.實(shí)施接地能夠在高壓暫態(tài)間歇,保持全部的電站區(qū)域的接觸及跨步安全電壓;致使結(jié)構(gòu)物或設(shè)備上的雷電沖擊影響最低;提供低電阻的抗接地故障電流泄露通道;實(shí)施提供在電路,裝置以及全部系統(tǒng)間阻抗較低的公共信號接引點(diǎn).從而讓儀器系統(tǒng)遭受得干擾最小.當(dāng)變電站的二次電纜屏蔽層在進(jìn)行兩端接地以后.芯線中的傳輸信號會被屏蔽層中流經(jīng)的電流干擾,并且當(dāng)短路電流被引入至地網(wǎng)后.瞬間巨大的電流會燒毀電纜屏蔽層.分析表明.假如在開關(guān)場一端引接一定的電阻后,再進(jìn)行接地,而在控制室的另一端直接接地,便能夠取得兩端直接接地形成的較好抗干擾能力.從而也防范了巨大瞬間電流

9、及信號干擾破壞屏蔽層的風(fēng)險,起到較好的電磁兼容效果,不會導(dǎo)致不好的天線效應(yīng).如圖l所示.在有雷電時.地網(wǎng)的點(diǎn)位和接地體上的電流因?yàn)槔纂姷牟环€(wěn)定,導(dǎo)致分布不均勻:在雷電電流流人的地方電位最高.在其附近的接地體的電流也就最大,所以二次系統(tǒng)應(yīng)該避免雷電流流人的地方,這樣可以減少被雷電影響干擾的可能.(三)設(shè)備抗干擾能力數(shù)字化設(shè)備的機(jī)柜和機(jī)箱必須接地可靠.數(shù)字化系統(tǒng)的接地可分為安全接地和工作接地2種.數(shù)字化設(shè)備的外殼接地是安全接地.接地網(wǎng)一般采取一次設(shè)備的接地網(wǎng).數(shù)字化設(shè)備的機(jī)柜和機(jī)箱的輸入端子對地接入一個具有耐高壓特性的小電容,就能抑制來自外界的高頻干擾.數(shù)字化設(shè)備所采集的非數(shù)字量基本上都是來自一次系統(tǒng)電流互感器與電壓互感器,在經(jīng)過自動化系統(tǒng)交流