江苏金智科技股份有限公司 李 俊

电能是国家发展过程中必不可少的重要能源。随着人民生活水平的不断提升，对电力需求也越来越大，在电力系统中使用的电力继电保护设备数量也在不断的增加，同时继电保护设备的应用范围也在不断的增加，从而为变电站的安全稳定运行提供了相应保障。继电保护装置是电站实现安全稳定运行的关键性设备，但是在对变电站的继电保护应用的过程中，也存在受干扰的情况。

所以必须不断的提升继电保护的技术水平，因为这种设备比较脆弱，很容易受不同因素的干扰。只有确保这项技术的可靠性，电网才能可靠运行。在电力系统运行的过程中，通过将各个变电站进行合理的连接形成电网系统。在电网系统中，如果存在电线接地或变压器故障，电力系统的运行也会出现问题，严重时还会引发安全事故，造成人身伤害和财产损失。通过使用继电保护装置，能有效避免这些问题的出现，最大限度地减小影响范围，保证电力系统的可靠运行。

1.1 继电保护的概念、重要性及基本原理

继电保护主要是通过对电气系统运行中存在的异常或故障检测的设备，能够时发出报警信号并进行隔离。在这个过程中，接触式的继电器能够对电气系统中的发电机、变压器及输电线路等做好相应的保护工作，防止其出现损坏。将各个变电站进行有效地连接形成电网，当线路接地或变压器发生故障时，电力系统的运行也会出现问题，严重时还会导致出现停电、供电不足，甚至是造成经济损失和人身伤害。通过使用继电保护装置，能够有效地避免这些情况的出现，将影响降到最低，确保电力系统的稳定运行。

继电保护装置的功能，主要是结合电气系统故障的前后电气物理变化及相关原理进行的。在电力系统的实际运行中，在故障发生的前后电气物理变化较明显。当出现故障时，电流会增加、电压出现降低，测量电阻以及电流相电压也会发生较大的变化。在这些变化中，继电保护也形成了母线、变压器以及发电机的继电保护等。

1.2 抗干扰的类型

1.2.1 接地故障干扰

接地故障主要是由于单相接地所出现的故障电流，电流通过流经变压器的中性点、接地网及架空地线，最后返回故障点。当故障电流的位置不一样，电位不同导致电位差。其中，性能在地面网络中也是最关键的，这种电位差会导致电能频率异常，这也造成了高频保护装置的抗干扰效果的降低。

1.2.2 断路器故障干扰

在电路中感应线圈应始终保持完好，以避免电磁感应干扰继电保护。在直流控制中，当电感线圈损坏时会发出比正常波形更宽的频谱的异常波形。此时，通信设备的运行更多地是通过干扰原始磁场来实现的；
电感耦合干扰。主要由隔离开关引起，隔离开关故障产生雷击电流，雷击电流与高压线结合产生电磁感应和磁场。在磁场中，二次电缆被扫掠并直接连接到二次设备的电路，然后在磁通量的影响下产生高压，对设备端口、设备本身和接地保护装置系统造成干扰。

1.2.3 雷电干扰

通常出现在金属设备或负载较大的设备中。变电站属于后者，必须积极做好防雷工作。应对面对雷电环境的构筑物或线路采取大气干扰防护措施，确保设备能够不受雷电、过电压以及过电流造成的影响。在实际运行中，如果两部分的抗干扰功能不够，雷击引起的过载影响接地网络，引起电缆本身和辅助电缆设备的直流电阻和电压通过电缆屏蔽。此外，设备直接连接到变为电压通道的二次回路，对变电站继电器的保护效果造成了极大的降低。

1.2.4 静电放电干扰

高压变电站电气设备进行正常布置或使用时，为确保电气设备正常使用，设备周围的环境需要保持干燥，有效的避免外部因素在极端干燥的环境中影响电气设备，工人在工作及走路时的衣服也会产生静电，造成严重的放电，对电厂设备的正常运行造成不利影响。

2.1 干扰源的干扰能力降低

高压变电站中经常会出现电磁干扰。为减少电磁干扰对变电站运行造成的不利影响，需减少干扰源的干扰能力，同时对工作设备的抗干扰力进行有效提升。在变压器运行的过程中，可使用互感器等二次设备做好标准接地，避免发生电磁干扰的情况。当高频电流经过变电站时，标准接地也会降低暂态电位，形成低阻抗特性的网络，有效减少了地电位的差幅，避免了高压变电站产生的干扰，同时也让电力系统次要电路中的电子设备能够不受干扰。

2.2 继电保护装置的电位面整定

高压变电站中使用的继电保护装置，主要是在变电站的控制室内进行集中式的布置，从而确保电位面上的电位变化能够与变电站接地变化保持一致性。网络电位是随时间变化的接地网络电位差，有效防止继电保护电位计的渗透，消除与地面网络形成的电位差，从而确保系统内部通信的稳定性。将每台计算机设备连接到接地网络点时，需使用单向接地线路对零电位点进行连接，对于接地位置和节点的外线、连接接地的端子，需寻找合适的位置，确保电网能够不受干扰[1]。

2.3 防止二次侧干扰

通过做好电缆屏蔽两端的光纤电流差分保护以及接地，能对高压变电站二回路的抗干扰能力进行提升。其中，接地电缆的抗干扰保护在高压变电站中是较常用方式。当对电缆屏蔽壳两端做好接地后，母线中的暂态电流能使用电缆感应外壳进行控制，或是被电缆包围，对母线的暂时状态进行屏蔽，当运用屏蔽磁通时需切断电流，母线的瞬态电流产生的电能够实现抗干扰的目的。

2.4 在继电保护系统中串联电容器

应用高频参数消除变电站高压装置间感应耦合引起的干扰。电容器可在通道电缆芯中的高频变量上进行相应的串联。当高压电网发生故障时，接地电流也会在双头高频电缆层中出现电位差，在高频电缆电路中引入纵向电位差，造成了饱和接收机的可变及干扰传播，导致锁定和保护功能失效。对继电保护系统与电容器进行相应的串联，可以阻断工频电流，防止干扰效果。在高频信道中，应对通信行为进行综合分析，有效地将电容器与高频信道电缆环连接起来。在加工过程中须对相关设备进行串联，并采用双并联接地控制机构。当纵向电位差导致高频电缆回路中断时，接收机变量饱和，信号传递函数中断。为有效避免这个问题，可通过对串联电容器的使用有效阻断工频电流，让设备能避免工频电流的干扰。

2.5 合理接地处理

变电站内部接地网络的连接点都是不一样的，电位差也会随着电流强度的变化发生相应的改变，在接地网络中接收的电流越大电位差也就越大。接地时，不同点对电位差的引入也会造成分流效应的出现。在此基础上，需积极运用有效的接地处理机制，特别是在变电站运行的过程中，需做好高频同轴电缆的接地处理工作。当电缆一端接地时，另一端出现高压过渡模式，电流结构也会出现不平衡的情况。因此，集中管理和维修是必要的。

首先，开关工作时采用青铜支路连接高频电缆与保护壳和过滤器，提供二次伴随，采用10kV 以上绝缘导体结构可提高接地效果；
其次，控制室的实际工作必须一体化，须有效地将屏幕与高频同轴电缆连接起来，以及铜板防护屏，既能有效处理基础设施，又能整合防护和防护结构，提高接地效率，全覆盖继电保护。

2.6 断路器和控制室末端间的高频同轴电缆接地

当隔离开关与空母线共同工作的过程中，高频同轴的电缆一端在另一端的接地会出现过渡电压。这意味着发射机终端产生高压，电力系统的正常工作可能会中断，如出现严重危险断路器部件可能会损坏。高频同轴电缆接地方式如下。

在断路器电场接地上，高频电缆屏蔽外壳与耦合滤波器的二回路端子连接在一起超过10平方米，并向下导引。铜线接地完毕，控制室的高频电缆屏蔽由1.5米至22.5米的多条铜线连接到接地铜棒。接收机外壳不能进行可靠地接地，除非高频电缆保护与接收机进行与接地端子进行有效地连接而不是直接接地。需要铺设地铜，有效地减少开关场与控制室接地位置以及电流之间出现地电位差，通过高频电缆屏蔽。电缆附近的横截面至少为100平方米。铜杆连接到控制室电缆层中的接地网格，并延伸到保护屏的潜在表面。在开关区域，在耦合滤波器的连接位置与3m 到5m 距离的接地网格连接，并延伸到并联逆变器高频耦合电缆的输出端口过滤器。

2.7 继电保护装置等电位面的构造

当微处理器保护集中在主机上时，为了保证稳定的通信，中央计算机、微处理器保护装置必须放置在同一潜在平台上，以提供这种能力。控制室栅极之间只有很小的耦合，这些电位的表面电位可随着网络电位的变化而移动。等电位表面网络微器件接地与接地之间无电位差，每个微机必须有一个特殊的截面连接到等电位面，而内、外接地以及微机上元件归零的位置应与特殊的接地线连接。接地导线与保护板的专用接地端子相连，接地端子由相应截面的铜线连接到专用接地网络，形成其他潜在的屏蔽干扰网络。

2.8 断开通信滤波器第一线圈和第二线圈的接地

这是非常有效的措施，从而避免自然雷击以及操纵开关所造成的干扰。隔离雷击出现的电流或开关中会产生高频电流，这也会将高压耦合电容在高频通道直接引至地面，造成高频电压的迅速升高。同时，还会通过第一线圈以及第二线圈之间的中间层电容。当接地进行断开时，继电保护器的作用也就不能充分发挥。当高频电流通过电容器的接触部分进入到地面时，接地部分也会出现非常高的地电位，但接地网是一个高频电阻，这也会让高频电位迅速的衰减，减小二次回路接地位置与控制室二次装置之间的电位差，二次回路闭合位置应与一次接地保持一定距离，减少通过电缆保护层的高频电流，减少对导体的干扰[2]。

2.9 将电容器与高频电缆串联

对于连接高频变量的高频信道，信道电缆芯上连接的容量约为0.047UV。由于高压电气系统出现故障时高频电缆涂层的两侧接地，接地电流进入变电站地面系统时，工位电位和局部电位的差异形成垂直电压输入高频电缆接收器，在变频饱和时停止，导致接收与频率之间出现极大的差距，造成高频保护断开，因此，该回路中的电容器必须是串联的，对频率电流进行阻断。

如果收发器以及通信滤波器之间存在比较大的差分网络或分频器，电容器需要通过以下的方式进行连接：如果控制室电缆层中安装了差动网络或分频器，电容器需要连接在通信部分的高频电缆以及低压通信滤波器之间。在通信滤波器的附近安装差动网络以及分压器，电容器放置需要在分配器接收器或者差分网络高频保护电缆的一侧进行安装。

2.10 设计安装现场保护

精心设计和安装的现场防护设施也是继电保护的重要方式。做好对二级变电站的建设，电网连接的潜力非常大，结合变电站设备的具体情况，对科学合理的安装方案进行设计，让二次网络与变电站主网络进行有效地连接，并安装相关设备铜杆和屏蔽等电位栅极保护设备，在通过测试之前不能使用。此外，应定期拆除防护屏的底面，以保证下槽钢的正常连接。施工电缆时，应注意高压电缆和低压电缆的合理布放，避免将两者乱放在同一电缆沟内，以免干扰高压电缆将电缆连接到低压电缆。

变电站继电保护抗干扰装置的控制是确保电力系统能够稳定运行、提高电力传输质量的有效措施。只有更好地了解干扰对变电站二次设备产生的影响，在对干扰原因进行分析的基础上做好高质量的技术防护措施，才能够有效地提高变电站继电保护装置的抗干扰能力，确保变电站系统的二次运行质量，有效地提升人们的生活水平。

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