对变电站地电位干扰及措施的探讨
变电站抗电磁干扰的措施.
变电站综合自动化
变电站抗电磁干扰的措施 2、严格执行《继电保护及安全自动装置反事故 技术措施要点》中有关保护及二次回路抗干扰的规 定,提高保护抗干扰能力。
敷设与厂、站主接地网紧密 连接的等电位接地网
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
变电站(发电厂)等电位接地网
保护用结合滤波器 保护用结合滤波器
变电站抗电磁干扰的措施
变电站综合自动化
变电站抗电磁干扰的措施Байду номын сангаас
电磁干扰信号能够通过各种途径以传导或辐射的 方式耦合至变电站的一次系统和二次系统。
干扰源
消除或抑制干扰源
切断电磁耦合途径
传播途径
电磁敏感设备
降低装置本身对电磁干扰的敏感度
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
变电站抗电磁干扰的措施 1、抑制干扰源 (1)屏蔽 ◆机柜和机箱采用铁质材料或在铁壳内加装铜衬里, 抑制电场和磁场的干扰。 ◆机箱或机柜的输入端子上对地接一耐高压的小电 容,可抑制外部高频干扰。 ◆测量和微机保护或自控装置所采用的各类中间互 感器的一、二次绕组之间加设屏蔽层,防止高频干 扰信号进入。 ◆与一次设备的连接采用带有金属外皮的控制电缆, 电缆的屏蔽层两端接地,可降低感应电压。
≥ 50mm 绝缘导 线
2
就地端子 箱
就地端子 箱
2 铜导 50mm 线
2 铜导 100mm 线
控 制 室
10kV 开关室
2 铜导 100mm 线
2 用4 根以上 50 mm 铜导线与主地网一点连接
通讯机 房
主电缆 沟
保护小 室
重庆电力高等专科学校
变电站综合自动化
变电站抗电磁干扰的措施
电力系统中常见干扰及变电站抗干扰措施-电力论文-水利论文
电力系统中常见干扰及变电站抗干扰措施-电力论文-水利论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——变电站内的各类干扰,由于其频率高、幅度大等特点极大地影响微机保护装置的正确动作,因此有必要针对各类干扰提出保证电力继电保护装置正常工作的抗干扰措施,本文基于保证微机型继电保护装置和自动装置安全可靠运行目的,结合实际工作经验及查阅相关资料,提出变电站抗干扰措施和继电保护抗干扰措施,可为相关工作者提供参考和借鉴。
1、电力系统中常见的几种干扰1.1高频干扰变电站的一次设备包括断路器、隔离刀闸等,在工作时都会产生高频干扰,从而对变电站二次回路带来影响。
在变电站内进行一些常规操作,如断路器合闸送电、带电操作隔离刀闸等,都会产生较大的高频干扰。
如图1所示为带电操作隔离刀闸向不带电的母线充电的情况。
如图1所示,电源侧电压为US,纯电容侧电压为UL,此时,可以将母线等效纯电容性负荷,在隔离开关逐渐合闸的过程中,触点间的电场强度会增大,并发生拉弧情况。
在实际的现场操作中,一般隔离刀闸闭合的速度较慢,所以,当电源侧的工频电压达到最大时,会出现第一次拉弧。
此后电路中的电流会经过接通的触点来对电容充电。
电容电压充满后充电回路自动断开,当系统充电到通过零电位时,US与UL之间电压逐渐变大,最后倒换极性并大于击穿电压,导致了开关的第二次击穿,并重复对电容的充电过程,如此循环往复,在闪络和拉弧的过程中,会产生高频干扰,随着合闸的过程不断进行,高频干扰会逐渐降低。
带电操作隔离刀闸带来的高频干扰主要体现在拉弧的初始阶段,约为200~300次/s,这种拉弧将带来较陡的沿着母线传播的电流与电压波,最终通过母线上连接的电容设备进入地网,并通过行波的反射产生频率为50kHz~5MHz的高频振荡,并与二次回路发生耦合,形成强烈的电磁干扰。
1.2电磁干扰电磁干扰主要是由各类电力电子元件所产生的,如手机、移动电话等,通过电磁感应在设备周围形成高频信号,通过各种半导体回路成为一个信号源,再经过整流后,可能造成装置的逻辑处理回路出现问题,比如逻辑电位偏移、逻辑混乱等。
变电站的抗干扰措施
变电站的抗干扰措施汇报人:日期:•变电站抗干扰措施的重要性•变电站的常见干扰源•变电站的硬件抗干扰措施目录•变电站的软件抗干扰措施•变电站抗干扰措施的实施与效果评估01变电站抗干扰措施的重要性电磁干扰可能导致信号传输过程中出现错误,影响变电站的稳定运行。
信号传输错误设备损坏自动化系统失灵强烈的电磁干扰可能对变电站设备造成损坏,影响其正常工作。
电磁干扰可能导致变电站自动化系统失灵,影响其监控和调节功能。
030201电磁干扰对变电站的影响抗干扰措施对变电站稳定运行的作用提高设备可靠性采取有效的抗干扰措施可以降低电磁干扰对变电站设备的影响,提高其可靠性。
保障信号传输准确性通过抗干扰措施,可以减少信号传输过程中的错误,提高信号的准确性。
提升自动化系统稳定性实施抗干扰措施有助于提高自动化系统的稳定性,确保其正常运行。
02变电站的常见干扰源雷电是一种常见的自然现象,对变电站设备产生较大的电磁干扰。
总结词雷电产生的瞬时电压和电流会在变电站设备上产生强烈的电磁脉冲,可能造成设备损坏或误动作。
详细描述雷电干扰开关操作过程中会产生电弧、电磁辐射等,对变电站设备造成干扰。
开关操作时,触头间产生的电弧可能引起高频振荡,产生电磁辐射,对附近设备造成干扰。
开关操作干扰详细描述总结词接地不良或接地电阻过大可能导致变电站设备受到干扰。
总结词接地不良会导致设备与地之间的电位差,产生干扰电流;接地电阻过大则可能影响设备的接地效果,增加干扰风险。
详细描述接地系统干扰无线通信设备干扰无线通信设备的信号可能对变电站的二次回路造成电磁干扰。
详细描述无线通信设备的信号频段可能与变电站二次回路的频段相近,从而产生电磁干扰,影响设备的正常运行。
03变电站的硬件抗干扰措施利用导电材料将电磁波限制在一定区域内,以减少电磁场对周围环境的影响。
静电屏蔽通过接地措施将静电荷引导至大地,以减少静电对设备的影响。
安全接地将设备的外壳接地,以防止设备漏电对人体造成伤害。
变电站干扰及其抑制措施
经过调查,发现变电站内设备存在绝缘老化、参数不匹配等问题,同时开关操作不规范也 容易导致操作过电压的产生。
解决方案
对变电站内设备进行定期维护和更换,确保设备绝缘良好、参数匹配;规范开关操作流程 ,减少操作过电压的产生;在关键设备上安装过电压保护装置,提高设备的抗干扰能力。
06
总结与展望
研究成果总结
接地与防雷措施
1 2
系统接地
确保变电站设备与系统接地良好,降低地电位差 引起的干扰。
防雷接地
设置完善的防雷接地系统,避免雷电对设备的直 接冲击和感应干扰。
3
接地电阻控制
降低接地电阻,提高接地效果,减少地电位差引 起的干扰。
滤波与隔离技术
电源滤波
在电源输入端设置滤波器,滤除电网中的谐波和干扰信号,保证电 源质量。
由于变电站内高压设备产生的强 电场,使得附近的导体产生感应 电荷,从而形成静电感应干扰。
电磁辐射
高压设备中的电流和电压变化会产 生电磁波,向周围空间辐射,对变 电站内的二次设备和通信系统造成 干扰。
电磁感应
当变电站内一次设备的电流发生变 化时,会在其周围的导体中产生感 应电动势,从而对二次设备造成干 扰。
间距控制
保持设备间足够的安全距离,降低电磁场强度,减少干扰。
布局优化
通过优化设备布局,减少不必要的回路和交叉,降低干扰产生的 可能性。
采用屏蔽技术
电磁屏蔽
采用金属屏蔽体对电磁场进行屏蔽,减少电磁辐射对周围环境和 设备的影响。
磁屏蔽
使用高导磁材料对磁场进行屏蔽,降低磁场对设备的干扰。
组合屏蔽
结合电磁屏蔽和磁屏蔽技术,实现多重屏蔽效果,提高抗干扰能力。
未来研究方向与展望
变电站直流系统接地故障及应对安全措施
导读变电站直流系统是一个独立的电源系统,不受站用变和一次系统运行方式改变的影响,为变电站保护装置的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠地不间断电源,同时为断路器的分、合闸提供操作动力电源。
直流系统自身的安全可靠运行对变电站的安全稳定运行具有重要意义,我们在分析、处理直流系统接地故障分类时,针对性的提出故障查找方法及应对安全措施至关重要。
一直流系统接地故障分类直流系统接地故障较为常见形式为:电缆接地、元件接地、蓄电池接地以及绝缘监测装置故障引起的接地故障,具体分类如图1所示。
图1直流系统接地故障分类其中电缆接地:(1)端子箱—操作机构箱之间的电缆破损,控制电缆通过端子排接地(35千伏开关控制电源正极101由于端子排受潮引起接地)、主变非电量保护控制节点接地(35千伏5MVA主变压力释放信号电源801由于触点受潮引起接地)、断路器辅助开关接地(35千伏主变高压侧高31断路器辅助开关进入雨水后使得控制电源负极102接地);(2)主控室到蓄电池室的直流电源正负极电缆破损;(3)金属转角及穿孔处的控制电缆、合闸电源电缆(35千伏变电站10千伏1段合闸电源电缆破损引起负接地)、装置电源电缆破损引起的接地。
元件接地:(1)中间继电器、出口继电器(35千伏变电站10千伏开关柜储能回路中间继电器损坏引起正接地)的绝缘降低;(2)保护装置内部元件烧损引起控制电源或装置电源接地引起的接地故障。
蓄电池接地:单体电池因故障渗液引起接地(35千伏变电站多节单体蓄电池渗液严重引起负接地)。
绝缘监测装置接地:平衡桥故障引起的正极、负极以及中间接地(35千伏变电站绝缘监测装置平衡桥故障引起负极接地)。
二危害及安全风险分析直流系统接地会引起直流电源正、负极对地电压的偏移,引起控制回路中分、合闸线圈两端电压的变化,进而出现保护误动和拒动现象的产生,直接威胁到变电站内设备稳定、可靠运行的能力,直流系统接地故障危害分析如图2所示。
500kV变电站微机继电保护装置的抗干扰措施分析
Байду номын сангаас
500kV 变电站微机继电保护装置的抗干扰措施分析
康晓
《家 石 庄供电 公司人事 部培训中 心 河北省石家庄市 。 50000)
摘 要: 本文在分析了各种千扰来源和传播途径的基础上,给出了5 0 0k V 变电站微机继电保护装置从干扰源,二次回路、配线、 装置本体与硬件等方面人手的五项抗干扰措施。 关键词: 变电站 继电保护 抗干扰 中图分类号:TM5 文献标识码;A 文章编号: 1672- 379 1(2007)0 1(b )- 0031- 02 可能出现很高的暂态电压。 高压变电所是具有高强度电磁场环境的 合。 3.2 . 2 高频保护的抗干扰措施 特殊区域。装在高压变电所内继电保护和自 当同一电缆中某芯线通过很强的干扰电 全线速动的高频保护作为线路保护的主 动装置不断受到正常运行情况和某些特殊偶 流时. 将在其它芯线感应出干扰电压, 并在终 保护,它具有重要的作用,构成高频保护通 然情况下产生的强电磁场干扰。当采用具有 端联接设备上的共模与差模干扰的形式出现。 道的高频电缆与一般控制回路电缆相比具有 很高抗电磁干扰能力的电磁型元件时,变电 特 殊性 。 所的电磁干扰问题并没有提到议事 日 程。随 3 变电所的抗干扰措施 高频电缆从祸合电容器底座引下时,应 着半导体电子元器件尤其是微处理器广泛应 为控制装置与继电保护装置的正常运 采取以下抗干扰措施: 用于保护装置中,二次回路设备的电磁干扰 行,一方面要求二次电子设备本身具有符合 降低底座高度,用多根线作为一次接地 向题开始突出表现出来。 要求的抗电磁干扰能力; 另一方面在变电所 线,并增加一次接地线接地点的地网密度; 影响继电保护和 自 动装置的变电所电磁 的设计和建设中采取相应措施,使得传到这 二次电压电缆回路不得借用一次接地线接 干扰,包括来自 一次系统的干扰,如变电所 些二次设备上的干扰水平降低到低于它们可 地,按地点离一次接地线的接地点有一定距 遭雷击,雷电流通过接到变电所母线的架空 接 水 川 离,二次电压引下底座时应尽可能与一次接 受平。 线路传人变电所. 电力系统发生短路故障. 3. 1 在千扰源 上降低干扰 地线靠近,装电缆的铁管应在底座处与联通 在正常运行条件下,在变电所内进行断路 首先希望在一次千扰源上降低干扰水 地网的底座铁架联通。 器,隔离开关等的操作,也包括来自二次回 平, 但这种事情行之不易, 有的不可能。 在可 高频同轴电缆的屏蔽层一身兼二任,除 ‘ 路本身的干扰; 运行人员在近处使用步话机 能采取的措施中,最重要的是一次设备的接 起屏蔽作用外,同时又是高频通道的回程导 和由于人身触及电了设备外壳产生的火花放 地问题, 尽可能降低一次设备如避雷器、 电流 线。如同轴电缆屏蔽层一点接地,在隔离开 电等。所有微机系统均应适应高压变电所的 互感器、 电压互感器等的接地阻抗, 降低因注 关操作空母线时,必然在另一端产生高暂态 电磁场环境,满足针对以上干扰的一切要 人高频电流时产生的暂态电位升; 并构成具 电压。但屏蔽层两点接地后,当高压电网发 求,即下频耐压、雷电波、脉冲干扰,静 有低阻抗的接地网,以尽可能降低变电所内 生接地故障后,当高压电网发生接地故障, 电放电、辐射电磁场及快速瞬变干扰试验标 的地电位差,以降低对二次回路及设备的干 接地电流通过变电所地网时 ,在两接地点间 淮等。 扰。 但无论如何, 只可能降低干扰水平而不能 的工频地电位差将形成纵向电压引入高频电 完全避免对二次回路及设备的干扰。 缆回 路, 所以收发信机与联接滤波器的联接. 3.2 二次回 路上的抗干 扰措施 2 电磁干扰的传播途径 应将形成线路申谐滤波的电容接到变量器与 由于一次系统来的电磁干扰不可避免, 高频电 在高压变电所,有多种渠道将电磁干扰 缆缆芯之间, 以形成对工频电流的抑 源和受干扰的二次回路和二次设备联接起来, 降低对二次回路及设备影响的基本手段是设 制。 同时为进一步降低两端间的地电位差, 和 法断开二次回路及设备与一次回路之间锅 尽可能降低屏蔽层两端间因两端接地而引入 这些祸合渠道包括以下方面: 合。普遍采用以下的重要措施: 2. 1 辐射 干扰 的由通过屏蔽电流引起的电压降,与同轴电 3 . 2 . 1 屏蔽电缆两端接地 ①步话机的辐射干扰。②高压开关场的 缆并联敷设紧邻的 100mmz粗铜导线。该接 采用带屏蔽层的控制电缆,且屏蔽层在 地粗导线应置于电缆沟上层,即干扰源和控 直接电磁干扰。 现代微机继电保护和控制设备直接安装 开关场和控制室内两端同时接地是 70 年代以 制电缆中间. 在开关场, 抗高压开关场电磁千扰就成为关 来国际通用的一种有效的二次抗电磁干扰措 3. 2. 3 构造等电位面 键性问题。因为与步话机引起的电磁干扰相 施 ,它的好处有以下两条 : 基于微机保护装置的重要特点,一是自 当控制电缆为母线暂态电流包围时,在 比,不但干扰强度高出了一个数量级,且干 检能力,二是通信功能。如微机继电保护装 电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流,由屏蔽 扰的频谱也更宽,所以必须对保护设备进行 置集中在主控制室,为实现可靠通信,必须 电流产生的磁通,将抵消母线暂态电流产生 将联网的中央计算机和各套微机保护以及其 特殊屏蔽。500kV 变电站微机保护采用了三 层结构: 以焊接的金属板柜为第一层,处理 的磁通对电缆芯线的影响。 它基于微机的控制装置都置于同一等电位平 屏蔽层两端接地, 可降低由 于地电位升 台 的信号均经接口单元接入。在接口 单元中设 上, 这个等电 位面应该与控制室地网只有 有隔离变压器及光拐等,以隔离进入的电流 产生的暂态感应电压。当雷电经避雷器注人 一点的联系,这样的等电位面的电位可随地 电压信号与输入、输出的二进制信号。设计 地网,使变电所地网中的冲击电流增大时, 网的电位变化而浮动,同时也避免控制室地 良 好的箱体和良好的接地屏蔽, 保证共模干 将产生暂态的电位波动,同时地网的视在接 网的地电位差窜入等电位面,从而保持联网 扰不进入内部的信号处理系统。以铝结构框 地电阻也将暂时升高。当低压控制电缆在上 微机设备的地之间的电位差,保证微机保护 架及外壳形成第二层。带护环的多层板的印 述地电位升的附近敷设时,电缆电位将随地 和联网通信的可靠运行。 电位的波动而受到干扰,如屏蔽层只在一端 3.3 装I 配 刷线路则为第三层。 线上的抗干扰措施 接地, 在非接地断的包皮对地与导线对地将 2.2 开关 各种招合 场的 (下转 33 页)
地电位干扰及抗干扰措施研究
Uc
UCe Ce Cg
(12-5)
式中
U——引下线电压 Uc——P上的电容性感应电压。
(3)电磁耦合。在雷电流通过变压器、电压互感器等 设备 ,. 由于电磁感应的作用会在二次线圈上感应出危险的 雷电过电压,这个电压会对微机系统或计算机监控设备造成 严重的危害,如烧坏监控模块,打坏计量、控制保护等设备。 最为严重的是反应在微机保护等弱电系统的电源上。
一、发电厂、变电所地电位干扰分析
1、发电厂、变电所内雷电流入地造成的冲击电压干扰 在接地体附近冲击电位的梯度比工频电位的梯度大,这是 因为冲击电流通过接地体时,接地体附近的阻抗区除有工频电 流相似的电阻分量外,由于磁场和集肤效应的作用,还包括了 较为显著的与频率有关的电阻和电感分量,故电位梯度较大; 离开接地体愈远,由于电流通过的地层截面增大,后一分量所 占的比例显著减小,因而地面冲击电位分布和工频电位分布相 似。当雷电流经构架避雷线或避雷器的接地引下线进入发电厂、 变电所的接地网,再经接地网流入大地时,会造成接地网的局 部电位升高,地网附近的电缆沟内往往有二次保护、计量、通 信、控制等低压电缆,如因接地的局部电位升高超过一定数值, 严重者会向二次电缆反击形成灾难性的事故。
dt dt
Байду номын сангаас
(12-2)
从而
u Nt
di L di L i L R1 (L1 M) (L1 M) dt dt
(12-2)
式(12-1)—式(12-3)中
M——防雷地接地引下线与设备的接地引下线之间的互感; iL——雷电流; RG——接地电阻; R1——防雷接地引下线的电阻; L1——防雷接地引下线的自感; 互感 M 愈大, u t 就愈大,当防雷接地引下线与设备的接 地引下线互感 M近似于L1。此时,感应电压ut与接地线上电 压uN几乎相等, 对设备的威胁也就愈大。 当设备的接地引下线与防雷接地引下线靠近时,由于 L1≈ M,uNt=就减小为uNt段的电阻压降iLR1。此时,虽然t点 和N点的距离较近并不会产生反击。当两种引线间的距离增 大时,M就减小,如果距离大到一定程度,M就越近于零, 则有
浅谈变电所综合自动化系统抗电磁干扰及措施
应用科技浅谈变电所综合自动化系统抗电磁干扰及措施袁秀1王莉:(1.新疆奎屯农七师勘测设计研究院,新疆奎屯833200;2.甘肃省酒泉市玉门油田设计院,甘肃酒泉735000)新疆某11O kV变电所是新疆北疆地区一座枢纽变电所,该变电所采用了先进的综合自动化控制系统。
系统内部各子系统都采用低电平弱电系统,但工作环境的电磁干扰极其严重,给电力系统的安全经济运行带来严重后果。
1变电所内电磁干扰来源、传输途径和信号模式11电磁干扰的来源电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两个方面:外部干扰包括了高压开关操作、雷电、短路故障、电晕放电、高电压大电流的电缆和设备向周围辐射电磁波、高频载波、对讲机等辐射干扰源,及附近电台、通信等产生的电磁干扰、静电放电等。
内部干扰是由自动化系统的结构、元件布置和生产工艺等决定的。
主要有杂散电感、电容引起的不同信号感应,长线传输造成的波反射、寄生振荡和尖峰信N-Y l起的干扰等。
但是,不论是内部还是外部干扰,它们都具有相同的物理特性,所以消除和抑制的措施基本是相同的。
12电磁干扰的传输途径电磁干扰按传输途径可分为两大类:传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是通过干扰源和被干扰设备之间的公共阻抗进行传播的,辐射干扰是通过电磁波进行传播的。
两者之间会相互转换,辐射干扰经过导线可转换成传导干扰,传导干扰又可通过导线形成辐射干扰。
13电磁干扰的信号模式电磁干扰信号按其出现的方式,可分成两种模式:差模干扰和共模干扰。
以串联的方式出现在信号源回路之中的干扰信号称为差模干扰,主要是由长线路传输的互感耦合所致。
而共模干扰则是由网络对地电位发生变化而引起的干扰,共模干扰有时也称为对地干扰,它是造成自动化装置不能正常工作的主要原因。
2变电所内的电磁兼容变电所综合自动化系统以微机、集成电路和电子元件为主要部件,属于电磁敏感设备,如果具有良好的电磁兼容性能,对保证自动化系统的安全、可靠运行有着十分重要的意义。
解决其电磁兼容的途径,主要应当从提高设备的抗电磁干扰的能力入手。
变电所二次干扰和抗干扰措施
变电所二次干扰和抗干扰措施随着科学技术的进步和电力体制改革的不断深化,变电自动化技术得到越来越快的发展,从电磁型保护到晶体管保护,再发展到微机型保护,以及变电综合自动化装置大多数实现了微机自动控制,它们以通信网络技术为基础,把各种继电保护装置及自动装置与RTU和调度端连接起来,使变电站实现高质量、高速度、高灵活性和低成本的生产管理。
但由于变电站的特殊环境,如强电磁场等众多因素的影响,使变电站的二次设备受到各种各样的干扰,为提高其运行的安全和工作的可靠性,在变电所设计时应考虑周全,根据不同的干扰源,采取相应的抗干扰措施,总结抗干扰的经验,逐渐达到变电所电磁兼容的要求。
1干扰的主要来源所谓干扰,就是指除正常信号外,还有可能对监视和操作装置的正常工作造成不利影响的且不规则变化的信号。
变电所主要的干扰源有以下几种:(1)交变磁场干扰在变电所里的变压器、有大电流通过的电缆(电线)、电抗器和电容等的周围都有极强的交变磁场。
在交变磁场里的二次设备,包括导线、网络通讯回路都会受到它感应,这些感应形成干扰电压。
这些干扰电压会导致二次设备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中断,造成设备异常运行,对控制系统的破坏性最强。
交变磁场干扰是变电站内最普遍的干扰。
(2)电容耦合干扰由于一次设备载流体对二次回路间存在有电容,因此一次设备对二次电缆产生电容干扰。
另外,在变电所内导线之间的相互耦合,电源线与系统的耦合。
这是电场耦合或磁场耦合。
是干扰二次设备工作的原因之一。
(3)地电位差干扰在电力系统中,由于对地绝缘不良,都会产生不稳定的泄漏电流,地电流在大地中流动会产生电压差,使站内两端接地缆芯和屏蔽层产生电流形成干扰。
如果二次设备接地地点选择不当,漏电流会使各点之间存在电压差,使二次设备常常产生不确定的故障。
(4)自然干扰自然干扰是指大自然现象所引起的干扰以及来自宇宙的电磁波辐射干扰,如雷电、大气低层电场的变化,是不可消除的干扰。
浅谈变电站地电位干扰及防护措施
浅谈变电站地电位干扰及防护措施摘要:本文在对变电站地电位干扰源及干扰途径分析的基础上,讨论了防止地电位升高的常用措施。
根据目前接地系统存在的不足,提出降低接地电阻、改善电位分布、等电位连接以及金属屏蔽接地等抑制地电位升高的措施。
关键词:地电位干扰防护措施1.引言变电所的各类保护和控制系统在运行中面对的是高电压、强电场、电磁环境非常复杂,既有大电流造成的磁场干扰,又有高压设备造成的电场干扰,有大电流流经接地装置时由地电位差引起的地电位干扰,电网中一些非线性铁磁原件和整流设备产生的谐波干扰,还有在雷击时由雷电过电压产生的雷电过电压干扰。
2.干扰源及干扰途径变电站最严重的电磁干扰源是雷电,干扰分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰(也称纵态干扰或共模耦合)是指出现于导线与地之间的干扰c 差模干扰(也称横态干扰或差模耦合)是指出现于信号回路内的与正常信号电压相串联的一种干扰。
干扰源通过各种耦合途经作用在二次系统,从干扰源把干扰能量传递到干扰对象有2种方式:传导方式和辐射方式。
干扰耦合进入控制电路,或从控制电路传导出去可以进一步分为如下几种方式:(1)共模阻抗耦合(电导耦合)如图1所示,当2个或多个电路共用1条线或1个连接点时,将可能产生共模阻抗耦合干扰,干扰水平取决于共模阻抗幅值。
(2)容性耦合(电耦合)如图2所示,弱电系统每部分之间存在电容,任何电压的变化,不管在什么位置,将驱动电流通过电容而传导干扰,产生的干扰电流为:I=Cdkdt 式中,I-通过电路电容的电流;C-2个电路之间的电容;du /dt-第1个电路的电压变化率。
对于容性耦合,耦合随导体间的距离增加而减小,高阻抗电路更有益于容性耦合。
(3)感性耦合一个电路产生的磁场可能会对另一电路产生电感性耦合,它是由干扰源与被干扰对象之间的互感所引起的,主要由干扰源的电流所决定。
(4)辐射干扰(电磁耦合)辐射干扰是指一次系统产生的电磁干扰辐射干扰能量通过空间电磁波的形式传播到二次系统中,产生干扰,随二次电缆的接地方式不同形成共模和差模干扰。
变电站接地网存在的问题及其解决措施
变电站接地网存在的问题及其解决措施1、变电站接地的问题1.1、阻值变大。
分析其原因,可能与土壤电阻率和接地体与土壤的接触电阻有关。
土壤电阻率ρ值是接地设计和计算的重要依据,由于土地的分布千差万别,大多数情况下土壤都是不均匀,表现在实际的土壤电阻率沿水平和垂直方向不均匀分布,并且无任何规律可言,通过地质勘探资料的各种土质和地下水位来估算土壤电阻率ρ值往往与实际出入很大。
土壤的电阻率直接影响土壤的导电性,而土壤质地、温度和水分含量对土壤电阻率有很大影响。
此外,接地电阻值还与接地网与土壤的亲和程度有关,早期接地体经过长期锈蚀,表面产生锈层,也导致接触电阻增大。
阻值变大将导致工频接地短路和雷击电流入地时电位过高,严重威胁设备和人身安全。
1.2、接地网的均压问题造成均压效果差的原因有:接地体埋深不足;接地网只采用长孔网,很少用方孔地网计算;未采用均压带措施;设备接地引线过长;忽略了地网的均压和散流尧等。
这些因素会造成接地网地面电位分布不均,引起跨步电压过高。
1.3、接地网与设备引线存在薄弱环节对于运行中的若干座变电站进行全面检查和试验发现存在的最大问题不是接地网的各项技术指标。
而是变电站内的电气设备与接地网的连接问题,设备的接地引下线与地网焊接不良,从焊口处开路,接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求;而接地网与引下线经过长期锈蚀,有效截面不断减小,当设备短路时,就不满足现有的系统短路时热稳定要求而熔断,造成设备外壳所带高压电反击低压二次回路,接触电压威胁人身安全等问题。
此外很多接地网与设备的连接只是简单的搭接焊接,焊接防锈处理均不符合电气装置工程接地装置施工及验收规程要求。
1.4、接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求,在发生接地短路时接地引下线往往被烧断,使设备外壳上有较高的过电压,有时会反击到低压二次回路使事故扩大,有的用户就是因为设备的接地引下线截面不够在设备发生接地短路时,高压窜入低压回路烧坏二次保护控制电缆,使事故扩大。
变电站站外供水系统的高电位引出影响和防护措施分析
算接 触 电位差及跨 步 电压 电位差 , 限制 地 电位 升 , 并 防止 转移 电位 引起 的危害 。 另一方 面 , 复杂地 质条 件 造成 变 电站水源偏 远 , 需要 从站外 引入 用水 。 就造 这 成 了外引 低压 电缆至 站外水 泵房 、 供水 管道外 接 , 从
而出现高电位引出或低电位引入问题 。 因此 , 验算接 触 电位差 , 尤其是 跨 步 电压 电位差 , 防止转 移 电位 并
2 四川省 电力公 司, . 四川 成都
● 摘
6 0 6 ;. 南 电力设 计 院 , 1 0 13 西 四川 成 都
6 06 ) 10 1
要: 变电站建在高土壤 电阻率且地下水 资源缺乏地 区时, 不但接地系统需要 降阻, 而且经 常需要从站外 引入 ●
水源供变电站用 , 由此引起 的高 电位引 出或低 电位 引入 1 ' 4题是需要深入研 究的课题 。 本文利用 数值计算方法, 分 析这种接地 系统高 电位引 出时周 围的地 电位 分布 , 究其 影响 , 研 并分析隔离高电位措施 的效果 , 出优化建议 , 给 供工程设计人 员参考。 关键词 : 电站 ; 变 接地 网; 电位引 出; 高 跨步 电压
20 0V I 如果 不 能 达 到 , 可 放 宽 到 5Q, 应 验 0 /, 则 但
本文采用电磁场与电路相结合 的数值分析方法
计 算接 地 系统 中的漏 电流分 布 。其 基本 思想是 利用 导体表 面上 电位 的连续性 条件 建立 方程组 ,即用各 导体 段 上 的漏 电流 表达位 于导 体段外 表 面的导体 段 两端 电位差 .而导 体段 内两端 的 电位差 由导体段 本 身 的 电阻乘 以导体段 上 的轴 向电流来 计算 ,且这 两 个 电位 差应相 等 。同时导 体段 上 的轴 向电流可 以用
最新 对变电站地电位干扰及措施的探讨-精品
对变电站地电位干扰及措施的探讨摘要:本文对变电站地电位的干扰源及干扰途径进行了分析,在对雷电干扰、地电位干扰进行研究的基础上找出防止干扰的措施,对保证发电厂、变电站监控系统的进行具有较好的现实意义和实现,可供参考。
关键词:变电站;地电位;干扰源;防护措施 1.干扰源简述及干扰途径1.1干扰源简述(1)内部干扰由于自动化设备本身不合理、使用电子元器件质量不合格而引起,如信号采集回路的电源不稳定或负载能力下降都会造成干扰,当采集回路电源输出下降到一定值后将导致光耦元器件处于导通与截止的临界状态,造成遥信误报。
(2)雷电干扰在2010年6月到2012年3月一年多的时间里,我们供电公司内可查的由于雷击发生的弱电损坏就有五次之多。
现象有以下几点:变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而损坏通信服务器和图像监控系统;变电站的线路落雷造成大量的测控设备损坏;变电站微波塔落雷,造成大量的保护、通讯设备损坏。
变电站附近的雷击地面、建筑物、架空线路和雷雨放电时直接形成或者雷电感应形成的过电压或干扰,能产生极强的脉冲电场和磁场,可能通过与之相连的电源线、信号线路、接地系统,以耦合、传导、辐射等形式入侵二次设备。
(3)设备操作干扰变电站内断路器、隔离开关等一次设备在投切操作或开断故障电流时,由于感性负载的存在,开关触头开断时,产生的电弧的熄灭和重燃可能在母线或线路上引起含有多种频率分量的衰减振荡波,通过母线或设备间的连线(相当于天线)将暂态电磁场的能量向周围空间辐射,形成辐射脉冲电磁场。
这一系列高频振荡通过CT、PT耦合到二次设备上。
尤其是SF6气体绝缘开关,当断路器操作时,母线上会出现频率极高的振荡电压,辐射出上升沿极陡的脉冲电磁场。
这类干扰电压的大小取决于负载电路的电感、触点的断开速度和介质耐受能力,其特点是具有很高的幅值和频率。
变电站直流系统接地故障分析及防范措施
变电站直流系统接地故障分析及防范措施发表时间:2018-05-02T09:13:01.597Z 来源:《电力设备》2017年第34期作者:张俊翔苏海峰[导读] 摘要:变电站直流系统作为二次系统的重要组成部分,其运行可靠性直接影响电网的安全性和稳定性。
(内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局内蒙古阿拉善左旗 750300)摘要:变电站直流系统作为二次系统的重要组成部分,其运行可靠性直接影响电网的安全性和稳定性。
直流系统接地故障被列为变电运行的一类缺陷,受到电网运维人员的广泛关注。
快速准确定位直流系统故障点,并在短时间内排除故障是变电二次检修人员的重要任务。
本文从快速定位直流系统故障的必要性入手,分析直流系统的构成及绝缘监测装置的选线原理,给出快速定位直流接地故障的流程及方法,结合两个案例加以阐述,为二次检修人员查找直流接地点提供思路。
关键词:变电站;直流系统;接地故障;处理方法1快速定位直流系统接地故障的必要性运行实践表明,若直流系统存在一点接地,易导致断路器偷跳。
当直流系统中发生一点接地故障之后,若再发生另外一点接地,将可能造成直流系统短路,导致直流电源中断供电或造成断路器误跳或拒跳的事故发生。
当运行中的直流系统发生一点接地之后,运维检修人员应立即进行检查处理,以避免进一步发展为两点接地故障。
2变电站直流系统的构成由图1可知,变电站的直流系统主要由直流电源、直流母线及直流馈线等元件构成。
直流电源包括蓄电池组及充电设备,直流馈线由主干线及支馈线构成。
蓄电池组通常由多个蓄电池串联而成,直流系统电压越高,需串联的蓄电池个数越多;要求直流系统输出的电流越大,需并联的蓄电池支路数越多。
蓄电池并接在充电装置的直流输出端,以恒压充电方式工作。
正常运行时,在充电设备的充电下,蓄电池组以满容量的状态处于备用,即浮充状态。
充电设备不仅为蓄电池组补偿功率损耗,更重要的是为具有维持恒定输出电压及恒定输出电流的调节功能。
关于110kV无人值守变电站受干扰的原因与危害分析及抗干扰的措施探讨
关于110kV无人值守变电站受干扰的原因与危害分析及抗干扰的措施探讨发表时间:2017-12-22T17:14:57.273Z 来源:《电力设备》2017年第25期作者:王善秋[导读] 摘要:随着我国经济实力不断提升,人们的日常生活以及各行各业的生产对电力公司的电力供应提出了更高的需求。
(云南黄金矿业集团保山市珑阳天宝矿业有限责任公司) 摘要:随着我国经济实力不断提升,人们的日常生活以及各行各业的生产对电力公司的电力供应提出了更高的需求。
当前,110kV无人值守变电站已经引入了微机保护及自动化设备,这对110kV无人值守变电站的正常运行提供了可靠的保障。
因此,供电企业必须对110kV无人值守变电站受干扰的原因给予足够的重视,并且还要了解110kV无人值守变电站所受到的各种危害,寻求抗干扰的有效措施。
本论文的主要内容就是对110kV无人值守变电站受干扰的原因与危害分析及抗干扰的措施进行了简要的探讨,希望能够对相关研究做出一定的贡献。
关键词:110kV;无人值守;变电站;危害分析;抗干扰;措施;供电企业 0引言为了保证供电系统供电质量,当前新投入使用的110kV无人值守变电站都安装了微机保护及综合自动化设备,这就有效提升了110kV无人值守变电站运行的安全性与可靠性。
而供电企业也必须对传统的110kV变电站进行无人值守改造,要对传统的保护设备进行升级和替换。
但是在微机保护及综合自动化设备在运行的过程中会受到电磁干扰,电磁干扰会对110kV无人值守变电站的正常运行造成非常严重的影响,因此,供电企业必须对110kV无人值守变电站抗干扰的措施给予足够的重视,加大对抗干扰措施的研究力度。
1对造成电磁干扰原因的简要分析 1.1对高压隔离开关和断路器操作的简要分析高压隔离开关和断路器操作会造成母线或者线路上出现具有较多频率分量的衰减震荡波。
电气装置之间存在的连接线路(相当于天线设备)会暂态电磁场的能量并且向四周进行辐射,与此同时还会经过与连接线路相连接的测量装置直接耦合到二次回路上,其中这些测量装置包括TA,1V,CW等。
电力系统中防止继电保护干扰主要措施论文
电力系统中防止继电保护干扰的主要措施[摘要]:继电保护是电力系统最重要的二次系统。
它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要地作用。
随着近年来微机继电保护的不断投入,以往的检验标准已逐渐不适应系统的发展,因此。
我们需要寻求更加完善的检验方法,只有系统、全面、准确地进行继电保护检验。
才能确保整个电力系统的安全。
本文笔者根据多年的工作经验,综述了继电保护在电力起到的作用。
及内、外界对其影响干扰的原因,同时提出了如何加强对其防护的措施。
当系统出现意外情况时,继电保护装置会自动发射信号通知工作人员,有关工作人员就能及时处理故障,解决问题,恢复系统的安全运行,同时,这种装置还可以和其他设备相协调配合,自动消除短暂的故障。
因此,加强继电保护管理是供电系统安全运行的可靠保障。
[关键词]:继电保护组成作用干扰原因防护方法中图分类号:v242.4+22 文献标识码:v 文章编号:1009-914x(2012)12- 0006–01一、继电保护的重要性及任务1、重要性。
继电保护工作作为电网工作中的一个重要组成部分,其工作责任大、技术性强、任务繁重。
继电保护工作人员每天面对诸如电网结构、保护配置、设备投退、运行方式变化及故障情况等各种信息,对它们进行正确的分析、处理和统计,工作十分繁重,并且上下级局之间、局与各厂站之间存在着许多重复性数据录入及维护工作。
为了减轻继电保护工作人员的工作强度,提高劳动生产率,开发继电保护信息管理系统已成为电网发展的一个必然要求。
2、主要任务。
电力系统继电保护管理系统的主要任务是对继电保护所涉及的数据、图形、表格、文件等进行输入、查询、修改、删除、浏览。
由于管理对象层次多、结构复杂、涉及几乎所有一、二次设备参数、运行状态、统计分析、图档管理甚至人事信息等事务管理,各层保护专业分工较细,这使得数据库、表种类很多,利用管理系统可大大提高工作效率和数据使用的准确性。
在电力系统中,存在如保护装置软件设计不完善、二次回路设计不合理、参数配合不好、元器件质量差、设备老化、二次标识不正确、未执行反措等诸多原因,导致运行的继电保护设备存有或出现故障,轻则影响设备运行,重则危及电网的安全稳定,为此,必须高度重视继电保护故障排除,认真、持久地开展好继电保护信息管理工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
对变电站地电位干扰及措施的探讨
摘要:本文对变电站地电位的干扰源及干扰途径进行了分析,在对雷电干扰、地电位干扰进行研究的基础上找出防止干扰的措施,对保证发电厂、变电站计算机监控系统的安全稳定进行具有较好的现实意义和实现,可供参考。
关键词:变电站;地电位;干扰源;防护措施
Abstract: in this paper, the substation of potential interference sources and interference channels are analyzed, in for lightning interference, ground potential interference on the basis of research to find out the measures to prevent interference, generator, transformer substation to ensure the safety of the computer monitoring and control system has a good stability realistic meaning and realize, available for reference.
Keywords: substation; Ground potential; Interference sources; Protective measures
1 干扰源简述及干扰途径
1.1干扰源简述
(1)内部干扰
由于自动化设备本身不合理、使用电子元器件质量不合格而引起,如信号采集回路的电源不稳定或负载能力下降都会造成干扰,当采集回路电源输出下降到一定值后将导致光耦元器件处于导通与截止的临界状态,造成遥信误报。
(2)雷电干扰
在2010年6月到2012年3月一年多的时间里,我们供电公司内可查的由于雷击发生的弱电损坏就有五次之多。
现象有以下几点:变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而损坏通信服务器和图像监控系统;变电站的线路落雷造成大量的测控设备损坏;变电站微波塔落雷,造成大量的保护、通讯设备损坏。
变电站附近的雷击地面、建筑物、架空线路和雷雨放电时直接形成或者雷电感应形成的过电压或干扰,能产生极强的脉冲电场和磁场,可能通过与之相连的电源线、信号线路、接地系统,以耦合、传导、辐射等形式入侵二次设备。
(3)设备操作干扰
变电站内断路器、隔离开关等一次设备在投切操作或开断故障电流时,由于感性负载的存在,开关触头开断时,产生的电弧的熄灭和重燃可能在母线或线路上引起含有多种频率分量的衰减振荡波,通过母线或设备间的连线(相当于天线)将暂态电磁场的能量向周围空间辐射,形成辐射脉冲电磁场。
这一系列高频振荡通过CT、PT耦合到二次设备上。
尤其是SF6气体绝缘开关,当断路器操作时,母线上会出现频率极高的振荡电压,辐射出上升沿极陡的脉冲电磁场。
这类干扰电压的大小取决于负载电路的电感、触点的断开速度和介质耐受能力,其特点是具有很高的幅值和频率。
(4)接地不当引起干扰
在变电站内发生短路时,由于故障电流引起的地电位差使二次设备上出现高电位,危害设备的安全运行。
如果信号电缆未接地或接地不正确,例如信号源端已接地而屏蔽层又在测控设备端接地,造成两点接地,其电势差可能会引起信号误动。
(5)直流控制回路引起的干扰
在分、合直流电源,如接通或断开跳圈时产生瞬变干扰。
(6)电缆选用及敷设方式不合理合闸线
如果未选用带屏蔽层的电缆或者强弱电电缆混合敷设,并且未采取任何防护措施,信号电缆受到干扰的可能性将大大增加。
(7)一次设备接点不良引起的干扰
一次设备接点抖动或接触不良,二次信号继电器性能不良(在直流电源电压波动时出现电颤)都会引起信号的误动。
(8)辐射电磁场
如高频载波、对讲机、电台等都会对变电站中的自动化设备产生干扰。
1.2干扰的途径
变电站最严重的电磁干扰源是雷电,干扰分为共模干扰和差模干扰共模干扰(也称纵态干扰或共模耦合)是指出现于导线与地之间的干扰差模干扰(也称横态干扰或筹模耦合)是指出现于信号回路内的与正常信号电压相串联的一种干扰。
干扰源通过各种耦合途经作用在一次系统,从干扰源把干扰能量传递到
干扰对象有2种方式:传导方式和辐射方式干扰耦合进入控制电路,或从榨制电路传导出去可以进一步分为如下几种方式:
(1)共模阻抗耦合(电导耦合)
如图1所示,当2个或多个电路共用1条线或1个连接点时,将可能产生共模阻抗耦合干扰,干扰水平取决于共模附抗幅值。
(2)容性耦合(电耦合)
如图2所示,弱电系统每部分之间存在电容,任何电压的变化,不管在什么位置,将驱动电流通过电容而传导干扰,产生的干扰电流为:I=Cdu/dt式中,I一通过电路电容的电流;c一2个电路之间的电容;du/dt一第1个电路的电压变化率。
对于容性耦合,耦合随导体间的距离增加而减小,高阻抗电路更有益丁容性耦合。
(3)感性耦合
一个电路产生的磁场可能会对另一电路产生电感性耦合,它是由干扰源与被干扰对象之间的互感所引起的,主要由干扰源的电流所决定。
(4)辐射干扰(电磁耦合)
辐射干扰是指一次系统产生的电磁干扰辐射干扰能量通过空间电磁波的形式传播到二次系统中,产生干扰,随二次电缆的接地方式不同形成共模和差模干扰
干扰源对二次回路的耦合是非常复杂的,通常同时存地几种干扰源和几种干扰方式。
另外,变电站内发生工频接地短路时流经接地装置的大电流时产生的地电位差也引起地电位干扰的主要原因,其主要有共模干扰和电容耦合干扰两种干扰形式。
2 防止地电位升高的措施
2.1金属屏蔽接地。
埋地电缆是对微机电源产生干扰的主要干扰源,它既是干扰的主要发生器,也是主要的接收器。
电缆作为发生器,它向空间辐射电磁噪声;作为吸收器,它能敏感地接收来自邻近下扰源所发射的电磁噪声。
因此,采用屏蔽电缆作为抑制地电位干扰的主要措施。
2.2等电位连接。
现代防雷理论里最主要的是均压等电位连接,可以把具体实施雷电防护的措施及各种方法看成是均压等电位连接网络的形成。
等电位连接的目的是为了减小防雷空间内各种金属部件及各系统相互间的电位差;实现等电位连接的主体为:设备处在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道、供电线路(含外漏可导电部分)、防雷装置以及由电子设备构成的信息系统。
2.3改善地电位分布限制局部电位升高。
在设计接地网时应尽量采用方孔地网以改善地面电位分布,对方孔地网的网格大小要从地电位分布均匀考虑,防止局部电位升高。
在电缆沟内要设置接地带、在电缆沟附近要设置与电缆沟平行的水平均压带以改善电缆沟的电位均匀。
防止地电位不均对二次回路的干扰。
接地网表面的地电位分布要满足接触电压和跨步电压的要求。
2.4降低接地网的接地电阻限制地电位升高有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求要求接地网的地电位升高的最大值不超过2000V、因而可以采取以下降阻措施:
(1)充分利用自然接地体降阻:接地体可分为自然接地体和人工接地体,设计中通常采用人丁接地体,以便达到所规定的接地电阻,并避免外界其他因素的影响。
人工接地体又可分为水平接地体和垂直接地体。
接地体的接地电阻值取决于接地体与大地的接触面积、接触状态和土壤性质。
垂直接地体之间的距离为5m左右,顶部埋深0.5~0.8m。
接地体与道路或通道出入口的距离不小于3m,当小于3m时,接地体的顶部处应埋深1m以上,或采用沥青砂石铺路面,宽度超过2m。
埋在土壤中的接地装置连接部位应按规范规定的搭接长度焊接以达到电气连接。
焊接部位应作防腐处理。
在接地工程中,充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物以及上下水金属管道等自然接地体,既能起到了减小接地电阻、均衡电位的目的,又能节约钢材。
(2)外引接地装置:当距发电厂、变电站2000m以内有较低电阻率的土壤时,可敷设引外接地极,在低电阻率的地方铺设专门用于降阻的接地装置,可以起到有效的降低工频接地电阻的作用。
(3)采用深井式接地极:当地下较深处有土壤电阻率较低的地质结构时,可用井式或深钻式接地极;把平面地网做成立体地网,利用下层低电阻率的地层
来降阻。
(4)填充电阻率较低的物质或降阻剂:当接地电阻的面积一定时,接地电阻与土壤电阻率成正比,如果能想办法降低土壤的电阻率,也可以达到降阻的目的。
3 结论
本文在对变电站地电位干扰源及干扰途径分析的基础上,讨论了防止地位升高的常用措施。
根据目前接地系统存在的不足,提出降低接地电阻、改善电位分布、等电位连接以及金属屏蔽接地等抑制地电位升高的措施。