变电站二次系统电磁干扰与预防措施

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:洪娟 李鹏
[导读] 摘要:在实际变电站工作运转中,电磁干扰对于整个电力系统具有较为巨大的影响作用,甚至会造成整个电力系统的瘫痪和工作终止。
        (河南天通电力有限公司  河南平顶山  467000)
        摘要:在实际变电站工作运转中,电磁干扰对于整个电力系统具有较为巨大的影响作用,甚至会造成整个电力系统的瘫痪和工作终止。针对于这一严峻的实际问题,本文细致研究了变电站二次系统电磁干扰的来源、影响和具体解决方案。
        关键词:电磁干扰;预防措施;电网系统
        1造成变电站二次系统电磁干扰的因素
        1.1电弧衰减周期的产生
        变电站中现存着不同种类、不同类型的开关操作模式,储能原件广泛布满在各种开关设备中,鉴于电流和电压无法完成突变的事实,这会导致隔离开关和断路器发生开断的过程中整个系统形成一个暂时状态的过程电压,形成参数变化现象和结果。另外一点,基于电弧其本身具有一段明显的衰减周期,这会导致电弧在此过程中产生电流电压脉冲,不间断地造成对于二次回路的长时间段阻碍,而电弧往往由于开关在开端点处产生与断路器相对较慢的分合速度而生成,倘若相关操作者没有及时妥善处理好这一情况,将会极大地破坏到二次系统的正常运转和状态。
        1.2自然物质世界造成干扰
        所谓的自然环境干扰,具体来讲就是在自然状态下产生的不同自然现象对于变电站二次系统多造成的各种不良影响,例如雷电、大气低层电电场发生改变等。在各种自然干扰中,雷电现象产生之下的雷电波造成的破坏性和干扰性最为巨大。其造成的后果往往汇破坏二次电源模块,甚至直接涉及到通讯口和输入模块的破坏。
        1.3故障电流生成
        当产生变电站内高压设备短路现象时,由于变电站地网当中流入大量的故障电流,相应的接地阻抗就会自动生成,相应地带的电位会迅速升高,如果接地位置与故障设施极为接近时,在两端接地部位会产生巨大的电流,从而造成对于二次回路的不良影响。
        1.4静电放电现象
        在一个绝缘体材料发生被静电充电过程后,当接触到某个导体,就会发生其中电荷释放现象,在此过程中较为强大的电磁场形成产生,往往会造成烧毁周围部分元器件的现象,进一步导致电网事故的发生。另外,考虑到工作人员身上也会携带一部分静电,当其与继电保护装置发生接触时,产生的静电放电现象就会阻碍保护装置的正常工作状态,造成一定程度的损坏和不良影响。
        1.5交变磁场阻碍
        交变磁场产生的干扰,具体来讲就是类似于大型电容器、变压器、电缆等器械周遭形成的强磁场,在二次设备进行正常运行的过程中,如果这些磁场被其感应,就会形成干扰电压等一系列不良现象,在这些导线和电线之间的通讯传达回路网络之中形成的干扰破坏反应,不断地进行设备运行的打扰和阻碍。其存在对于变电站二次系统的工作模式和日常运转稳定来说极具威胁性和阻碍性。
        2变电站二次系统电磁干扰的影响
        在上述所列举的一系列变电站电磁干扰因素之中,具体所带来的影响和后果也不容小觑和忽视,下面对于这些因素带来的相关干扰状态进行简单介绍。
        第一,在电磁产生电源回路干扰的过程中,正在运行的计算机往往会受到电源状态不稳的负面影响,如果工作人员忽视这一问题的出现并且没有做到及时的更正和解决,就会造成计算机死机的可能性增加和扩大,为相关工作的进行和开展进程造成阻断。第二,由于电磁干扰具有频率高、幅度较大的特点,其很容易借助所存在的电容、电感耦合进入到不同的变电站系统内部,形成对于整体变电站工作态势的消极破坏。第三,电磁干扰所造成的影响,还包括数据精度发生改变,其在于模拟量的输入过程会受到通道等要素的变化打断,如果微机保护不力,就会出现数据精度的严重偏差,带来不良结果。第四,如果变电站被电磁干扰的程度严峻,相应的元器件和有关设备就会得到损坏,发生一系列错判问题,这些问题又会导致对于输出电路的极端影响后果,必将直接造成跳、合闸出口回路的错误运转。第五,由于电磁干扰的影响,数据芯片也会受到极大的破坏,造成数据遗失、绝缘层发生破坏等错误现象,这将十分不利于整体变电站的正常运转和操作的进行。


        3针对电磁干扰所采取的预防措施
        3.1在变电站中安设合理截面的接地铜排
        为了解决电磁干扰对于变电站二次系统所产生的一系列不良影响,操作人员可以选择在变电站中的电缆夹层中连接横截面积为1平方厘米的接地铜排,并且在连接时尽量选取横截面积为0.04平方厘米的多股铜导线进行连接,然后,在设置多种电缆沟支架的过程中,选取横截面积为1平方厘米的铜质导线,可以有效构建继电器保护等相关电位面,进行不同电力保护设备之间电位差的抵消和改良,同时实现最大可能性地减少变电站中电磁干扰的负面影响,确保变电站的正常运转和持续工作,为电力的运输和传送提供便捷稳定的后置环境。
        3.2装设抗干扰电容设备装置
        进行抗干扰电容接线连接过程中,如果发现直流电流、交流电流和电压等存在时,工作技术人员应该选择进行进线连接抗干扰电容的方式进行工作布置和连接,然后,把另一侧电容与地面进行连接工作的布置,紧随其后的操作是,在继电保护装置中把电容接线的终端进行有效连接和布置处理,这样做的目的是有效防止高频率的干扰因子产生,降低和减弱高频信号对于保护装置正常运转状态的破坏和阻断。同时,实现电力系统的正常良好运行。
        3.3进行组工频电容器的安装工作
        考虑到高频电缆层的接地位置一共有两个,当面对接地故障和接地电流经过变电站地网的过程时,操作人员可以考虑将在这两个工频电压中的纵向电压添加进入高频电缆的整体回路电网之中,但是这样或许会出现收发信机的高频变量器形成一种完全填充状态,无法进行后续的收发信息工作,并且导致高频闭锁的保护装置出现错误运转动作状态。针对这一系列的情况,高频通信的电缆芯中应该接入一个合理电容的电容器设备,发挥在整个变电站系统中阻断工频电流的作用和影响,促使变电器能够在理想的状态之下实现有效运转和高效率变电工作。
        3.4制定设计电缆敷设标准
        在实际的变电器二次系统操作过程中,如果应用于工作的是典型的二次电缆,工作人员应该及时地将其用屏蔽电缆进行更替和使用。并且应该时刻注意到,在电缆敷设工作执行之中,始终避免把电缆设计到变压器中性点、避雷器和部分高频暂态电流的位置,更不应该形成与高压线平行的态势和具体方案,应该时刻将强干扰源的出现频率降低为最低频次,以全面地减少和避免控制电缆上的阻断和破坏现象。在电缆沟设计时,把控制电缆的位置设计在低于电缆支架二到三层的合理位置,另外规定安排好电力电缆之间的最大间距位置,尽量选择相当于一百平方毫米所能产生的屏蔽效应,不断最小化强烈磁场对于控制电缆的干扰力度和不利影响。
        3.5增强整体电源系统的抗干扰能力
        针对于整体电源系统,工作人员进行的抗干扰措施包括以下几个方面。其一,尽量保证整个供电系统的电压状态保持平衡稳定状态,在进行电压稳定的过程中可以考虑选取UPS来进行工作电压的稳定维护。另外,工作人员如果情况允许,尽可能选择在变电站直接使用直流电源。其二,应该考虑隔离变压器和隔离工作工模进行电磁干扰的减弱和规避,尽可能减少强烈的雷电对于整体装置的摧毁性负面影响和打击。其三,在进行输出回路的设计时,尽量减少输出回路的长度和路程,不应极力减小电缆芯的横截面面积,以减少电压的降低。
        4小结
        综合以上内容可以看出,整个变电站二次系统的电磁干扰来源极为复杂和多面,针对于其不同源头的防电磁干扰的策略方法也具体而多样,更为重要的是,相关技术操作人员在进行防电磁干扰工作的具体实际执行时,应该时刻注意到以当前实际情况为出发点,具体问题进行具体分析和考虑,深入问题现象的本质,通过不断的现场勘察和仔细研究找出造成电磁干扰的问题之所在,力图在实际问题的不断解决中积累下变电站二次系统电磁干扰的预防经验。
        参考文献:
        [1]焦方龙.高压变电站开关设备二次系统的EMC技术设计研究[J].商品与质量,2016,(52):304-305.
        [2]张涛,李云强,张桂平等.变电站二次系统防雷电涌措施研究[J].通讯世界,2016,(6):150-150.
        [3]张鹏.智能变电站调试验收相关问题及解决办法[J].煤矿机电,2015,(1):131.
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