变电所二次干扰原因和抗干扰措施

电力18讯：    
蒋晓泉 江苏省兴化市供电公司（225700）

[摘要]文章探讨了变电所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干扰的危害，从系统的软硬件设计上提出解决系统抗干扰有效措施，从而达到抑制干扰的目的。对微机保护安全稳定进行起到极其重要的作用。

[关键词]变电所 抗干扰 措施 屏蔽

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型保护再到微机型保护，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。

一、干扰的主要来源

所谓干扰，就是指除有用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无用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

在变电所里变压器、有大电流通过的电体缆(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、网络通迅回路都会受到它感应，这些感应形成干扰电压。干扰电压的大小由一次设备与二次回路的相互空间位置来决定。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迅中断，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，如电压互感器和电流互感器高低压线圈之间的电容，电容式电压互感器的中间变压器两线圈之间的电容以及高压母线与二次回路之间的寄生电容等，因此一次设备对二次电缆产生电容干扰。另外，在变电所内的大量导线，包括二次电缆、装置内部的布线等。导线之间的相互耦合，一般可分为：同一电路板内电路间的耦合，板间I/O信号线间的耦合，电源线与系统的耦合。从性质上看，这样耦合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，输电导线对大地的容性电流或者如果某一设备对地绝缘不良，都会生产不稳定的漏电流，利用大地作为电气接地线，也会产生较大的地电流。地电流在大地中流动会产生电压差，在变电所内地面形成的电位差，使站内两端接地电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，电离层变化、太阳黑子的电磁波辐射等，是不可消除的干扰。其中雷电干扰最为严重。雷电不仅会造成二次电源模块的损坏，还会烧毁通讯口和输入模块。

5、电源系统引入的干扰

许多二次设备采用高效率，小尺寸的开关直流稳压电源，这种电源如果滤波电容上积累的能量使端电压的某一值不能保证设计要求的电压时，会被装置判断为断电或故障，引起装置闭锁，而误动或拒动。变电所的二次设备受到的干扰不仅仅是以上几种，干扰源也是各种各样的，而且不断变化，如各种通讯器材、产生高频信号的仪器等。但以上这些是最常见的干扰，按照同样的方法可以分析其他的干扰源，采取相应的软硬件措施，可以消除或削弱。

二、干扰的危害

微机保护和监控装置既有数字部件，又有模拟部件，而干扰对数字部件和模拟部件所造成的后果是不同的。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转，在没有完善闭锁措施时将会导致动作；数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送错误，从而导致装置运行故障或功能故障。由此可见，干扰轻则造成数据传送错误，重则造成保护拒动或误动，都会严重影响电力系统供电的可靠性。

三、干扰的防范措施

⒈软件抗干扰措施

软件抗干扰是指在软件设计中采取针对性措施，防止窜入微机保护和控制装置内部的干扰信号。

二次设备的软件抗干扰就是把采集到二次设备的干扰信号用各种数字进行滤波消除或削弱。数字滤波是通过程序实现的，所以在设备选型时就应该考虑，它无需增加硬件设备，只需修改一下软件，增加一些对输入信号处理的程序即可。其功能在一定程度上可以代替模拟滤波器，甚至可以完成其不能完成的功能。而且使用方便灵活。滤波程序有几种，不同的滤波方法可以达到改变滤波参数的目的，但对设备的判断和处理速度会生产不同的影响，现对以下几种常用的<