浅谈变电站的二次干扰及防范措施

总第１３０期　浅谈变电站的二次干扰及防范措施　王楚坤　（潞安矿业集团公司供电处，山西长治０４６２０４）　摘要：主要探讨变电站现场中各种干扰对二次设备系统的影响和破坏，分析了干扰产生的原因和危害，　并从系统的软硬件设计上提出解决系统抗干扰的措施，从而达到抑制干扰的目的，对微机保护安全稳定运　行起到极其重要的作用。　关键词：变电站，干扰，屏蔽　中图分类号：ＴＭ６３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８（２０１０）Ｓ１．００５６．叭　随着科学技术的进步和电力体制改革的不断深　耦合，电源线与系统的耦合。这是电场耦合或磁场　化，变电自动化技术得到越来越快的发展，从电磁型　耦合，是干扰二次设备工作的原因之一。　保护到晶体管保护，再发展到微机型保护，以及变电　３）　地电位差干扰。在电力系统中，由于对地　综合自动化装置大多数实现了微机自动控制，它们　绝缘不良，都会产生不稳定的泄露电流，地电流在大　以通信网络技术为基础，把各种继电保护装置及自　地中流动会产生电位差，使站内两端接地缆芯和屏　动装置与ＲＴＵ和调度端连接起来，使变电站实现高　蔽产生电流形成干扰。如果二次设备接地地点选择　质量、高速度、高灵活性和低成本的生产管理。但由　不当，漏电流会使各点之间存在电位差，使二次设备　于变电站的特殊环境，如强电磁场等众多因素的影　常常产生不确定的故障。　响，使变电站的二次设备受到各种各样的干扰，为提　４）　自然干扰。自然干扰是指大自然现象所　高其运行的安全和工作的可靠性，在变电站设计时　引起的干扰以及来自宇宙的电磁波辐射干扰，如雷　应考虑周全，根据不同的干扰源，采取相应的抗干扰　电、大气低层电场的变化，是不可消除的干扰。其中　措施，总结抗干扰的经验，逐渐达到变电站电磁兼容　雷电干扰最为严重。雷电不仅会造成二次电源模块　的要求。　的损坏，还会烧毁通讯口和输入模块（如：供电处侯　１干扰的主要来源　堡变电站在２００７年６月２７日就因为雷电将其监控　后台通讯管理机主板烧毁，同时还烧毁两块电源　所谓干扰，就是指除正常信号外，还有可能对　板）。　监视和操作装置的正常工作造成不利影响的且不规　５）　电源系统引入的干扰。许多二次设备采　则变化的信号。　用直流稳压电源，这种电源如果滤波电容上积累的　变电站主要的干扰源有以下几种：　能量使端电压的某值不能保证设计要求的电压时，　１）　交变磁场干扰。在变电站里的变压器、有　会被装置判断为断电或故障，引起装置闭锁，而误动　大电流通过的电缆（电线）、电抗器和电容器等的周　或拒动。　围都有极强的交变磁场。在交变磁场里的二次设　变电站的二次设备受到的干扰不仅仅是以上几　备，包括导线、网络通讯回路都会受到它感应，这些　种，干扰源也是各种各样的，但以上这些是最常见　感应形成干扰电压。这些干扰电压会导致二次设备　的，采取相应的软硬件措施，可以消除或消弱。　ＣＰＵ运行出错，内存数据改变、当地监控的显示器　图像变形扭曲和闪烁，网络通信中数据改变或通讯　２干扰的危害　中断，造成设备异常运行，对控制系统的破坏性最　微机保护和监控装置既有数字部件，又有模拟　强。交变磁场干扰是变电站内最普遍的干扰。　部件，而干扰对数字部件和模拟部件所造成的后果　２）　电容耦合干扰。由于一次设备载流体对　是不同的。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路　二次回路间存在有电容，因此一次设备对二次电缆　误翻转，在没有完善闭锁措施时将会导致动作；数字　产生电容干扰。另外，在变电站内导线之间的相互　电路受干扰作用往往造成数据　（下转第６２页）　收稿日期：２０１ｏ－ｏ５－０９　作者简介：王楚坤（１９８３一），男，湖北襄樊人，助理工程师，从事煤矿供电运行管理工作。　５６　２０１０年７月　刘文利：浅析矿井电气事故及其防治措施　第１９卷增刊１　差距，这就要求我们必须认真吸取教训，杜绝类似事　故的发生。对于重复发生的事故要严格遵照标准，　矿安全生产。因此，必须引起我们高度重视。要严　格执行ＧＢ一３８３６爆炸性气体环境用电气设备系列　从严从重惩处。随着采掘机械化的提高，采面走向　超过２　０００　ｍ，电气保护必须完善，尤其是过流保护　灵敏度系数必须≥１．５，杜绝电气失爆。　标准，将不符合标准的设备抓紧时间更新改造，严格　执行新《煤矿安全规程》及有关技术规范、完善电气　保护，杜绝井下电气失爆。下大力气搞好技术培训，　不断提高煤矿职工素质及操作维修技能。总之，通　３　结语　过我们的努力，相信煤矿电气事故会大大减少。　煤矿电气事故在煤矿生产中时有发生，它不仅　可导致煤矿重、特大事故的发生，同时也严重制约煤　［责任编辑：王玉梅］　（．ｙ－ｇｇ　５６页）或地址传送错误，从而导致装置运行　４）　控制系统专用地系统，为二次设备专用的　故障或功能故障。由此可见，干扰轻则造成数据传　措施，不允许与其它任何设备相连，以免造成干扰。　送错误，重则造成保护拒动或误动，都会影响电力系　上述四套接地系统绝对不允许相互混用，在接　统供电的可靠性。　地位置上要保证有一定安全距离。　３干扰的防范措施　３．２．３对电源系统采取的抗干扰措施　为保证二次设备的可靠运行，对设备的电源系　３．１软件抗干扰措施　统可采取以下抗干扰方法：　软件抗干扰是指在软件设计中采用针对性措　要保证供电电压波形稳定，可使用ＵＰＳ来稳定　施，防止窜人微机保护和控制装置内部的干扰信号。　工作电源，并尽可使用变电所的直流电源；应采用隔　二次设备的软件抗干扰就是把采集到二次设备　离变压器，隔离共摸干扰，防止电网噪声干扰窜入控　的干扰信号用各种数字进行滤波消除或消弱。数字　制系统，或强雷电压对装置的损坏；使输出回路尽可　滤波是通过程序实现的，所以在设备选型时就应该　能短，以降低感应噪声，使用的电缆芯不能过小，减　考虑，它无需增加硬件设备，只需修改一下软件程　小压降，或提高其工作电源。　序。如：①输入采样值纠错；②软件运行过程的核　３．２．４二次回路的抗干扰措施　对，比较多次核对的结果，相同才判断为正确；③程　１）正确安装电缆的屏蔽层，采用带屏蔽层的　序出轨自行恢复，增加看门狗ＷＡＴＣＨ　ＤＯＧ技术；④　控制电缆。　采用密码保护方式；⑤采用系统容错设计技术，如动　２）　弱信号导线不得与强电导线共用一根电　态冗余法，混合冗余法；⑥提高装置故障自动检测功　缆，尽可能将它们分开排放。　能，及时发现、处理异常情况。　３）　交直流回路禁止共用同一根电缆，防止造　３．２　硬件抗干扰措施　成相互干扰。　硬件抗干扰是指提高灵敏器件的抗干扰性能。　４）　规范控制电缆的敷设，变电站设计时应考　３．２．１　在硬件上将干扰源尽可能屏蔽掉　虑好电缆沟的走向，避免与电力电缆距离过近。　二次设备的外壳应屏蔽接地，装置的活动部分　５）　为二次设备和二次电缆敷设专用接地铜排　也应可靠连接，比如：柜门、机箱盖板等应与接地点　构造等电位面。　可靠导通，保证优良好的电气连接，对变电站的墙壁　６）　电流互感器、电压互感器的二次回路应保　有需要时可安装金属网，地板可成装防静电地板。　证一点接地。　３．２．２装置的接地点应正确、可靠　７）　电压互感器二次回路和三次回路应相互独　变电站一般应装设四套独立的接地系统。　立。　１）　电气接地系统，用于不问断电源ＵＰＳ和隔　可在信号输入端加装无源滤波器，削弱窜人的　离变压器屏蔽层接地，以防止电网杂波窜人二次系　干扰信号。　统。　变电站的所有开关量的输入和输出触点（跳闸　２）　变电所室内屏蔽和防静电接地系统，用于　出口和监视信号）和数字量输出（如串口）都应采用　所内屏蔽接地、防静电系统接地和设备机箱外壳接　光电隔离。　地。　３）　变电所防雷接地系统，用于防止雷击等危　［责任编辑：王玉梅］　害。　６２