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10kV开关站二次系统的抗干扰措施

发布时间:2019-07-02 22:36 来源:未知 编辑:admin

  做好电力二次系统的抗干扰对确保电力二次设备稳定、可靠运行非常重要,为此,本文对开关站二次系统的抗干扰措施进行分析和总结,对做好抗干扰技术有一定的参考价值。

  10kV开关站(以下称开关站)的电力二次系统(以下称二次系统)由直流系统、继电保护系统和自动化系统组成,它的任务是反映一次系统的工作状态,控制一次系统并在一次系统发生事故时能及时地切除故障,以保证正常电网的安全运行。

  干扰就是除有用信号以外的所有对二次系统的正常工作造成不利影响的内外电磁信号。产生干扰的原因很多,有的来自与系统结构无关的外部环境,如雷电、断路器的操作等;有的来自系统内部,如系统结构及元件布局不合理、生产工艺不完善等。

  由于接地短路故障、一二次回路操作、雷击以及高能辐射等原因,在开关站的二次回路上将产生电磁干扰,干扰信号通过信号回路和地之间分布电容的耦合,导致回路和地之间电位发生突变,使接在二次回路上的继电保护装置遭受损坏;干扰电压通过交流电压及电流测量回路、控制回路、信号回路或直接辐射等多种途径窜入设备中,造成设备运行异常。干扰的种类常有以下几种:

  ①50Hz干扰。当开关站内发生高压接地故障,有故障电流注入开关站地网时,位于地网上不同两点间将呈现地电位差,产生干扰电流。

  ②高频干扰。当操作开关站的断路器或系统故障时,会在二次回路上引起高频干扰,这高频振荡与二次回路耦合,感生出干扰电压。

  ③雷电引起的干扰。当发生雷击时,由于电及磁的耦合,将在导线与地间感生干扰电压。

  ④控制回路产生的干扰。当断开接触器或继电器的线圈时,会产生宽频谱干扰波,其干扰频率可到50MHz。

  干扰的窜入最终会引发继电保护装置的拒动和误动、自动化通信管理机、当地后台监控等设备误发报文、出错各种异常,因此,为了保证二次系统的正常运行,必须抑制干扰和消除干扰,尽可能地将干扰“拒之门外”。

  具体铺设方法:将每面开关柜保护仪表室内二次设备上各组件内外部的接地及零电位用2.5 mm2的接地铜线接到仪表室内的专用接地端子(图1中A1~A8、B1~B8)上,该接地端子可用截面积为100 mm2的铜排做成,此接地端子再用100mm2截面铜线中abcdG)上,铜地网用截面积为100 mm2铜条焊接组成,每排柜子的铜条首末同时连接,然后该接地网的一点经铜排与高压室的地网连通。接线所示。

  铜地网与高压室的地网只有一点相连,就形成了一个等电位面的网,有利于二次系统屏蔽干扰,同时这样等电位面的电位可以随地网的电位变化而浮动,避免高压室地网的地电位差窜入等电位面,从而保持联网微机设备的地之间无电位差,保证联网通信的可靠运行。

  电源电路是二次系统干扰的主要来源。由于直流电源贯串了整站继电保护系统和自动化系统所有设备,故直流系统的抗干扰就不能忽视。直流电源的干扰一般是由雷击引起的,针对其干扰我们除了将直流屏内的设备的地接到二次铜地网上,一定要在充电机模块输入交流母线和直流母线上分别并接防雷装置,一旦发现防雷装置受雷击后要及时更换,从运行的经验来看,这种抗干扰措施的效果都非常好。直流系统防雷的简单示意图2如下。

  ①敷设二次的电缆,用屏蔽电缆,屏蔽层两端接地,这样做能有效消除电磁耦合的干扰。

  ②二次电缆缆芯两端不能同时接地。这是因为高压室各处地电位不等,如果两端接地, 则备用缆芯会流过电流,这对不对称排列的工作电缆芯会感应出不同电势,从而干扰保护装置。

  ⑤二次电缆敷设路径应尽可能离开高压母线及高频暂态电流的流入地点,如避雷器和避雷针的接入点。

  引入保护装置的交流和直流电源中常有高频干扰或脉冲,脉冲中会含有很多的高频成分,如果保护装置本体抗干扰水平一般,则这些交流和直流电源引入线必须经过抗干扰电容旁路的处理后才引入装置,否则这些干扰信号会引起保护装置CPU执行程序的紊乱,造成保护误动或死机。

  我们开关站现有一部分威翰自动化控制系统有限公司生产的WH-101型保护装置就是由于抗干扰水平差,经常出现死机和乱码的情况。为了提高它的抗干扰能力,我们不得不对它们交流、直流电源引入线分别进行加装滤波组件和加装抗干扰电容的处理,接线是并接在交流电流线是串接在直流电源线上的,经过处理后,它们的抗干扰性能的确有了很大的提高。因此在以后的保护改造中我们对保护装置的选型都会偏重于抗干扰性能比较好的公司产品,诸如四方、南京南瑞的保护装置,根据实际运行效果来看,他们的产品抗干扰性能相对比较好。

  另所有保护装置本体从抗干扰和安全角度考虑,都会采取下面几点抗干扰措施:

  ② 所有隔离变压器(如电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等采用的隔离变压器)的一、二次绕组间必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏可靠接地,以防止外部电磁场干扰以及输入回路窜入的干扰。

  ③ 外部引入至保护装置的空接点,进入保护后应经光电隔离,这样能避免引入干扰信号。

  以上各种抗干扰对策的目的是希望将通过层层把关,严禁外部干扰入内,使内部干扰不要发生,检验微机保护装置的抗干扰能力,亦应以此作为技术要求。但是,由于现场环境复杂,上述抗干扰措施并不能保证万无一失,考虑到微机保护装置受干扰影响后果的严重性,厂家还会利用数字电路软硬件技术的长处,采取软硬结合的措施,防止窜入的干扰导致误动和拒动发生。

  综合自动化系统是电力系统自动化管理重点的部分,它的抗干扰也同样不可忽视,自动化系统常用以下的抗干扰措施:

  ② 通信电缆的屏蔽层用电阻系数小的材料做成,屏蔽层两端接到二次铜地网上。③ 通信电缆的芯不允许两端接地。

  ⑤ 信道采用光纤信道,因为光纤信道是以光导纤维作为信道来传送光信号,它的优点是它不受外界电磁场的干扰。

  ⑥ 采用数字通信,数字通信的抗干扰能力很强,这是由于信号以数码形式传送,信号被噪声干扰后,如尚未恶化到造成差错,就可用再生的方法来整形,即使由于噪声的干扰使数码出错,也可采用差错控制技术来发现甚至加以纠正。

  10kV开关站二次系统的抗干扰措施,应在开关站建造初时做到统筹规划、整体设计,不单要从接地、屏蔽、隔离等方面来采取综合的防护措施,还要在二次设备选型时充分考虑设备的抗干扰能力,只有各方面都考虑到,才能尽可能地减少二次系统干扰,保证二次设备的稳定、可靠运行!进而保护电网的安全运行。

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