变电站二次回路干扰来源的分析及其解决措施

1、变电站二次回路干扰来源的分析及其解决措施No.03.2012北京电力高等专科学校BeijingElectricPowerCollege电子,通信与自动控制皿变电站二次回路干扰来源的分析及其解决措施叶峰(江西水电检修安装工程有限公司工程分公司,江西南昌330038)摘要:随着科技的不断发展.变电站的智能化程度也越来越强,但其智能化的程度越强对二次系统的干扰也越来越多.文章从数字化变电站二次系统干扰的来源入手,提出了几点防范二次回路干扰的措施.关键词:变电站;二次回路;干扰分析;对策措施中圈分类号:TM67文献标识码:A一,二次回路的干扰分析(一)二次回路干扰信号分析.外部干扰则主要是雷电,无线电

2、强干扰等对数字化变电站系统强电磁作用对二次回路所产生的干扰.大部分时间由于一次系统运行在对称状态,其电流和电压均为对称的,对二次回路的干扰非常小.一次系统对二次回路的干扰在实际中具体表现在:雷击时一次系统高压母线上的高频行波干扰;避雷引线在雷击时的地电位差干扰;一次系统在短路,断路器工作以及隔离保护运行时的暂态干扰等.二次系统自身引起的干扰.从原理上来说.干扰主要是由接触器与继电器接触点开关中的电感元件所引起的暂态电压与电流造成的.此外无线电干扰,220V/380v交流等也会在二次回路中产生电磁反应而导致干扰电压.(二)数字化变电站二次回路干扰分析在变电站智能化以前.传统的变电站的二次系统因为

3、其线缆二次接线复杂导致了二次回路的抗干扰能力差.随着信息化技术的运用,数字化变电站已经大规模使用,其对于数字通信技术和光纤技术的大量运用使得变电站二次回路受到的干扰来源发生变化.由于在数字化变电站中的各种动作信息以及信息采集均是通过数字化的光纤传输,大大减少了线缆所产生的干扰.数字化变电站因为技术上的原因不需要引入二次线缆而使得一次系统与二次系统有很好的隔离.消除了因为线缆的传导性电磁干扰.从理论上来说,数字化变电站的二次回路干扰可以从电子互感器,通信控制网络安全以及智能操作箱几个方面来考虑.1,电子互感器干扰隐患.电子互感器的原理是把一次侧的模拟量由传感头变换为额定的4V/200mv,输出,

4、再经过远端模块采集,并把其滤波和积分变换,数模转换后变成数字信号,最后经过电光转换变为光信号后通过光纤传送到开关单元.2,通信控制网络安全干扰隐患.数字化变电站的智能化程度高,有其不可比拟的优势.但是一旦某些智能设备受到干扰,将会导致非常严重的后果.3,智能操作箱干扰隐患.智能操作箱是安装在一次设备附近,易受一次设备影响,必须要保证一次设备的线缆在一次设备和智能操作箱之间.从而保证电磁干扰最小.二,二次回路抗干扰对策措施要实现良好的数字化变电站的抗干扰二次回路目标,最大限度地减少电磁兼容的干扰影响.可以从控制干扰源,减少干扰源和敏感设备耦合程度以及提高设备抗干扰能力3个方面协调采取措施.具体到

5、操作上.就是从耦合控制,接地措施,设备抗干扰能力等方面展开.(一)耦合控制在耦合控制上,可以增大干扰源与二次系统间的距离,合理减少线缆长度.降低耦合效果.其中,合理的线缆铺设路径,可以减小干扰源与二次系统之间的耦合电容.增大系统间的耦合阻抗,减低耦合干扰.此外.电场屏蔽也是耦合控制的手段之一,它主要是抑制杂散电容引起的耦合干扰.利用接地良好的具有优良特性的金属屏蔽体,将变化的电场限制在一定空间内,目的是阻断干扰源到系统中其他敏感电路间的传播路径.在屏蔽材料的选取上,要求材料必须具备良好的导电率,诸如铜,银,铝等.同时还必须保证良好的接地.这一点至关重要,因为如果不能保证屏蔽体的良好接地,将会导

6、致比不采取屏蔽措施更加严重的干扰后果.至于屏蔽磁场,因为其可以分为高频与低频2种,所以要区别对待.196文章编号:1009011S(2012)03019601对于高频,需要利用屏蔽体所产生的反磁场来消除干扰源所产生的磁场,实现磁场对消,从而最终实现此屏蔽.对于低频,是利用诸如铁,各种稀有金属合金等具有高磁特性的材料所构成的地磁阻回路,目的是使得干扰源所产生的磁场被"包裹"在屏蔽体内,达到屏蔽效果.最后是静电屏蔽,其是利用磁场被良好接地的屏蔽体所吸收的原理来实现屏蔽作用的.屏蔽体良好接地可以使磁场只能进入屏蔽体的浅层,达到良好屏蔽效果,但是如果屏蔽体不接地,因为屏蔽体的几点作

7、用,也同样可以达到屏蔽效果,只是没有良好接地的效果好罢了.(二)接地措施二次系统与二次电缆屏蔽层接地电位的不同.是产生有害干扰的主要来源.所以,一次系统的接地是减少干扰的主要措施之一.至于一次系统的接地方式,通常有3种:单点方式,多点方式以及浮点方式.浮点接地通常运用到电路及产品工作状态时.不可以和大地或者公共接地直接相连,它的原理和隔离变压器的功效大体类似,实施浮点接地时,比较容易形成静电电荷积累的效应;单点接地的方式,就是把全部的接地引线都连接至一个接点,然后通过这个接点和地连接;多点接地的方式,是将设备或者系统需要接地的引线.全部与其最近接地点相连接.通常在数字化变电站中.存在工作地,防

8、霄地,仪器和控制系统地以及设备地.这4种接地系统需要与地网相连接.实施接地能够在高压暂态间歇,保持全部的电站区域的接触及跨步安全电压;致使结构物或设备上的雷电冲击影响最低;提供低电阻的抗接地故障电流泄露通道;实施提供在电路,装置以及全部系统间阻抗较低的公共信号接引点.从而让仪器系统遭受得干扰最小.当变电站的二次电缆屏蔽层在进行两端接地以后.芯线中的传输信号会被屏蔽层中流经的电流干扰,并且当短路电流被引入至地网后.瞬间巨大的电流会烧毁电缆屏蔽层.分析表明.假如在开关场一端引接一定的电阻后,再进行接地,而在控制室的另一端直接接地,便能够取得两端直接接地形成的较好抗干扰能力.从而也防范了巨大瞬间电流

9、及信号干扰破坏屏蔽层的风险,起到较好的电磁兼容效果,不会导致不好的天线效应.如图l所示.在有雷电时.地网的点位和接地体上的电流因为雷电的不稳定,导致分布不均匀:在雷电电流流人的地方电位最高.在其附近的接地体的电流也就最大,所以二次系统应该避免雷电流流人的地方,这样可以减少被雷电影响干扰的可能.(三)设备抗干扰能力数字化设备的机柜和机箱必须接地可靠.数字化系统的接地可分为安全接地和工作接地2种.数字化设备的外壳接地是安全接地.接地网一般采取一次设备的接地网.数字化设备的机柜和机箱的输入端子对地接入一个具有耐高压特性的小电容,就能抑制来自外界的高频干扰.数字化设备所采集的非数字量基本上都是来自一次系统电流互感器与电压互感器,在经过自动化系统交流