电力工程论文接地系统论文：电力二次系统接地及抗干扰方法研究

1、 学术发表和写作资源平台： QQ：275252867电力工程论文接地系统论文：电力二次系统接地及抗干扰方法研究摘要:电力二次系统工作性能的稳定可靠对于整个电力系统具有重要作用,因此,本论文主要对电力二次系统的接地及其抗干扰等问题进行了分析研究,首先简单介绍了常用的接地种类,结合电力二次系统的设计分析了可行的接地方法,在此基础上,重点探讨了电力二次系统的抗干扰问题,指出了电力二次系统常见的干扰源以及形成干扰的原因,并给出了若干具体的电力二次系统抗干扰设计方法,对于进一步提高电力二次系统性能的可靠性和稳定性,保障电力二次系统的安全可靠工作具有一定借鉴意义

2、。 关键词:电力工程;二次系统;接地系统;抗干扰 1引言 我国电力事业发展迅速,电力系统容量越来越大。随着继电保护技术和计算机技术的高速发展,系统中微机型继电保护已应用的极为广泛。为了工作和安全的需要,电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接,这就是接地。电力系统的接地是必须的,也是必要的。 本论文主要针对电力二次系统的接地方法展开探讨分析,并对其中的抗干扰设计进行研究,以期从中找到可靠有效的电力二次系统的接地设计与抗干扰设计方法,并以此和广大同行分享。 2电力二次系统接地分析 2.1 常用的接地种类 接地的种类主要有以下凡种: (1) 工作接地:工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了

3、降低电力设备的绝缘水平,在110kV及以上电力系统中采用中性点接地的运行方式,在两线一地的双极高压直流输电中也需将其中性点接地。 (2) 防雷接地:为了避免雷电的危害,避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。 (3) 安全接地:为了保证人身的安全,将电气设备外壳设置的接地。 2.2 电力二次系统接地方法 具体来说,二次系统的接地问题,也就是二次装置和二次回路及二次电缆屏蔽层的接地,主要分为以下几种情况: (1) 保护系统和信号系统的接地 继电保护装置的工作环境中干扰是严重的,这些干扰的特点是频率高,幅度大,因而可以顺利通过各种分布电容的耦合;另一方面这些干

4、扰持续时间短。继电保护的可靠性要求体现在两个方面:不误动和不拒动。 对于微机型保护装置,由于其工作是在时钟节拍的严格控制下高速同步进行的,这些干扰一旦闯入,轻则引起动作延迟,重则导致程序中止或出错,甚至元件损坏,所以抗干扰是微机保护的一个重要内容,除了在软硬件设计中进行抗干扰外,降低干扰是最直接和最根本的抗干扰方法,而接地是降低干扰最有效的措施,所以微机保护的接地是极其重要的。保护系统的接地方式有三种:悬浮接地,单点接地和多点接地。 (2) 二次回路的接地 二次回路的接地主要是互感器回路的接地。电力系统中互感器主要作用是将大电流变成小电流或将高电压变成低电压以便于测量,同时利用互感器将二次回路

5、与一次高压电路隔开,以保证二次回路、仪器和人身的安全。 (3) 二次电缆屏蔽层的接地 现阶段,电力系统及测控领域所用的控制电缆和信号电缆均采用屏蔽电缆,其首要因素是屏蔽电缆具有良好的抗干扰性能,这对于广泛应用的微机系统和电子设备尤为重要。这些屏蔽线,有用于低频设备的单芯、两芯及多芯屏蔽线,双绞屏蔽线和用于高频设备的同轴电缆等。由于其使用环境、条件及信号的不同,因此在实施屏蔽时的接地方式也不同。 3电力二次系统抗干扰探讨 3.1 电力二次系统的常见干扰源 干扰源大致可分为以下几类: (1) 电磁耦合干扰:电力系统一次设备和二次之间凡乎都是通过电磁耦合进行工作的,同时,电场效应和磁场效应也无处不在

6、,因此,一次设备本身的高压电场可通过电容耦合到二次设备;大电流产生的磁场也可通过电感耦合到二次设备。 (2) 射频干扰:由于天线效应,大型变压器、大型发电机和电动机、高压导线等都会发射出工频和谐波频率的电磁辐射。 (3) 雷电干扰:雷电流平均20kA,最高可达200kA,其发生时间处于s级,雷电流对二次的影响主要是在二次电缆上的干扰。雷电流经避雷器入地,使得地网上的电位分布极不均匀,另外引起地电位升高,将对屏蔽层接地的电缆上产生干扰。 (4) 操作引起的干扰:一次系统中的开关操作,断路器、隔离开关的操作会引起电气回路状态变化,特别是隔离开关动作时,没有灭弧装置,产生多次电弧重燃引起的电磁能量振

7、荡。一般认为开关操作是引起干扰和过电压的重要原因。 其他的干扰源,如短路电流、二次回路操作、局部放电及电力二次系统内部的电子元器件等等,都会产生干扰。 3.2 电力二次系统形成干扰的原因分析 电力系统的二次系统是由二次电缆和二次设备组成的。电力系统二次设备的种类和型号很多,所处的运行环境异常复杂。二次回路干扰形成的主要原因有下列凡种: (1) 雷电流注入接地网所造成的干扰; (2) 工频短路电流注入接地网所造成的干扰; (3) 一次、二次设备的操作引起的干扰。 (4) 强电场环境下,由于电磁场作用引起的干扰。 这些干扰可能对电力系统的正常运行产生影响,轻则引起二次系统及设备的运行稳定性,重则会

8、导致保护误动作,造成停电,甚至会形成更大的事故。 3.3 电力二次系统的抗干扰设计 在设计电力二次系统时,在硬件上采用一些抗干扰措施,可以有效抑制干扰信号的侵入,提高装置的抗干扰能力。主要措施如下: (1) 隔离 为了抑制共模干扰,保护装置中与外界连接的线路如模拟量、输入输出开关量、数字量和电源线等,经由光电隔离或隔离变压器隔离后再进入装置内部。其中光电隔离主要通过光电耦合器将外部开关量信号及开关量输出和内部电气回路进行隔离,隔离变压器主要通过专用变压器将一、二次侧的交流回路隔离。 (2) 屏蔽 屏蔽的实质是通过具有良好导电性的金属所构成的全封闭壳体来隔离和衰减电磁干扰,如微机保护的壳体,将核

9、心数字部件、A/D转换器等器件装在内屏蔽壳体内。常见的屏蔽方式有抑制寄生电容耦合干扰的电场屏蔽(如电压、电流变换器一、二次侧绕组之间隔离)和防止电磁耦合及感性耦合的磁场屏蔽等。 (3) 滤波、退耦与旁路 抑制横模干扰的主要方法是采用滤波和退耦电路。交流信号输入通道都有前置模拟低通滤波器,兼有抗干扰的作用。交直流信号输入通道两个端子间应装上0.01-0.047pF的退耦电容,为高频横模干扰信号提供旁路。从抗干扰角度考虑,RC滤波器比LC滤波器好,因为RC滤波器是耗散式滤波器,把噪声能量变成热能耗散掉了,而LC滤波器则会产生附加的磁场干扰,所以电感要加屏蔽罩。在电源系统中,对每个电路或每个组件都要采用退耦电路供电。 4结语 电力系统的二次回路数量多,系统复杂,所处的工作环境亦复杂多样。系统的各种继电保护装置、动装置和各种监控系统随着微机产品的大量应用,对工作环境条件的要求也越来越严格,发电厂和变电站中的各种干扰是影响这些系统正常运行的主要因素。接地一方面是保证电力系统正常运行的必须条件,同时也是抗干扰的一项重要措施。在二次系统中,屏蔽电缆屏蔽层的接地、盘柜的接地、二次交流回路的接地、微机系统的接地等是非常重要而又复杂的工作,因此有必要对其做进一步的总结和研究。 参考文献: 1 国家电力调度通信中心.电