变电站抗电磁干扰的措施

变电站抗电磁干扰的措施

摘要：变电站抗电磁干扰是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益及提供高质量电能服务的重要手段。故笔者结合多年工作经验，结合电磁干扰的三个要素对变电站抗电磁干扰的措施进行了总结，以供参考。

关键词：变电站电磁干扰共抗耦合敏感度

前言：电磁干扰源的能量通过各种途径以传导或辐射方式耦合至变电站的一次系统和二次回路，表现为在电力线、信号线、控制回路和自动化系统上的干扰电压和干扰电流的水平或电场和磁场的水平。因此，电磁兼容是至关重要的问题。但电磁环境是千变万化的，要真正达到经济上和技术上的电磁兼容，保证一、二次设备运行的可靠性，必须根据具体情况，灵活运用各种技术和措施。

消除或抑制干扰应针对电磁干扰的三要素进行，即：消除或抑制干扰源；切断电磁耦合途径；降低装置本身对电磁于扰的敏感度。对于变电站综合自动化系统来说，重点应放在后两方面。

1.抑制干扰源的影响

外部干扰源是变电站综合自动化系统外部产生的，无法消除。但这些干扰往往是通过连接导线由端子串入自动化

系统的，因此可从两方面抑制干扰源的影响：

屏蔽措施

（1）一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮（屏蔽层）的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地，对电场耦合和磁耦合都有显著的削弱作用。

当屏蔽层一点接地时，屏蔽层电压为零，可显著减少静电感应（电容耦合）电压；当两点接地时，干扰磁场在屏蔽层中感应电流，该电流产生的磁通与干扰磁通方向相反，互相抵销，因而显著降低磁场耦合感应电压。两端接地可将感应电压降到不接地时感应电压的1%以下。

（2）二次设备内，综合自动化系统中的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，这样可起电场屏蔽作用，防止高频干扰信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件。

（3）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。由于干扰都是通过端子串入的，当高频干扰到达端子时，通过电容对地短路，避免了高频干扰进入自动化系统内部。

（4）变电站综合自动化系统的机柜和机箱采用铁质材料，本身也是一种屏蔽。

减少强电回路的感应耦合

为了减少变电站综合自动化系统以外由一次设备带来

的感应耦合，可采用以下办法：

（1）控制电缆尽可能离开高压母线和暂态电流的入地点，并尽可能减少平行长度。高压母线往往是强烈的干扰源，因此，增加控制电缆和高压母线间的距离，是减少电磁耦合的有力措施。避雷器和避雷针的接地点、电容式电压互感器、耦合电容器等是高频暂态电流的入地点。控制电缆要尽可能离开它们，以便减少感应耦合。

（2）电流互感器回路的A、B、C 相线和中性线应在同一根电缆内，避免出现环路。

（3）电流和电压互感器的二次交流回路电缆，从高压设备引出至监控和保护安装处时，应尽量靠近接地体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。

2.接地和减少共阻抗耦合

接地是变电站一、二次设备电磁兼容的重要措施之一，也是变电站综合自动化系统抑制干扰的主要方法。在变电站设计和施工过程中，如果能把接地和屏蔽很好地结合起来，可以解决大部分干扰问题。下面针对一次系统和二次系统的特点，介绍一些行之有效的接地应注意的问题和方法。

一次系统接地

处理一次系统接地时，应注意对于引入瞬变大电流的地方应设多根接地线并加密接地网，以降低瞬变电流引起的

地电位升高和地网各点电位差。例如：①设备接地线要接于地网导体交叉处；②设备接地处要增加接地网络互连线；③避雷针、避雷器接地点应采用两根以上的接地线和加密接地网络。

二次系统接地

从电磁兼容的角度，对二次系统工作接地要求是：①工作接地网（总线）各点电位应一致；②多个电路公用接地线时，其阻抗应尽量小；③由多个电子器件组成的系统，各电子器件的工作接地应连在一起，通过一点与安全接地网相连。

降低多个电路共用地线阻抗所产生的噪声电压；避免产生不必要的地环路，或造成不同接地点有电位差。

3.降低装置本身对电磁干扰的敏感度

隔离措施

采取良好的隔离和接地措施，可以减小干扰传导侵入。在变电站综合自动化系统中，行之有效的隔离措施有以下几种：

（1）模拟量的隔离

变电站的监控系统、微机保护装置以及其他自动装置所采集的模拟量，大多数都来自一次系统的电压互感器和电流互感器，它们均处于强电回路中，不能直接输入至自动化系统，必须经过设置在自动化系统各种交流输入回路中的隔离

变压器隔离，这些隔离变压器一、二次之间必须有屏蔽层，而且屏蔽层必须接安全地，才能起到比较好的屏蔽效果。

（2）开关量输入、输出的隔离

变电站综合自动化系统开关量的输入，主要是断路器、隔离开关的辅助触点和主变压器分头位置等。开关量的输出，大多数也是对断路器、隔离开关和主变压器分接开关的控制。这些断路器和隔离开关都处于强电回路中，如果与自动化系统直接相连，必然会引入强的电磁干扰。因此，要通过光电耦合器隔离或继电器触点隔离，这样会取得比较好的效果。

滤波

滤波是抑制自动化系统模拟量输入通道传导干扰的主要手段之一。对于串入信号回路的干扰采用滤波的方法可以有效地滤除。因此，各模拟量输入回路都需要先经过一个滤波器，以防止频率混迭。

对于电磁干扰严重的环境，可采用电容和非线性电阻组成的并联浪涌吸收器，以抑制暂态干扰。这种浪涌吸收器能有效地抑制共模和差模暂态干扰。因此，常用在综合自动化系统各子系统的交流输入回路的小电压互感器和小电流

互感器的二次侧，以及直流电源的入口处。电容器的电容量一般可取μF以下；非线性元件一般可用碳化硅SiC，或氧化锌ZnO、放电管等；理想的非线性电阻应具有热容量大、

响应快、电容电流及泄漏电流小、启动电压低和非线性特性好等特点。

结束语：

变电站的抗电磁干扰是一项非常复杂，且实践性非常强的工作。一种干扰现象可能由若干种因素引起，及时对其进行科学有效的分析，研究清楚干扰的性质，并采取相应的抗干扰措施，对保证变电站安全、可靠地运行有着十分重要的意义。

参考文献：

[1]程坦,王洪林.《浅议变电站内综合自动化系统的抗电磁干扰》.内江科技,2009

[2]侯德明.《浅析变电站抗电磁干扰的措施》.价值工程,2010