控制网

1  引言
    随着微机自动化、通信及变电设备制造等技术的发展，国内许多常规的继电保护自动装置和监控设备不断更新换代，电力系统自动化水平得到逐步提高，变电站控制也正朝着数字化、集控化乃至无人值守方向发展。数字化时代的全面到来，对继电保护提出了新的要求，也就对继电保护装置的电磁兼容(EMC)和防护等级(IP)提出了更高的要求。
    然而，当电磁型继电保护用微机型代替时，以及用微机对变电站进行综合自动化控制时，来自多方面的干扰将不可避免地通过微机控制系统的开关量和模拟量的输入通道或其它途径进入微机内部，一旦这些干扰对该系统产生作用，轻则造成数据传送错误，重则造成保护误动、拒动，造成电力系统供电事故，严重威胁电网的安全运行。此外，当有大的电气设备漏电或接地不良时，该微机控制系统的输入通道中将直接串入很高的共模或差模电压，若处理不当，这将会引起输入信号的失真甚至淹没。因此，为保证电力系统安全供电，就必须特别重视电气二次回路抗干扰措施，将硬件、软件以及施工改造方案等方面配合起来，提高微机控制系统的抗干扰能力，从而使它们能够长期健康的为电网安全稳定运行服务。

2  硬件抗干扰措施
    抗干扰的方法有硬件抗干扰和软件抗干扰两种。硬件抗干扰发展的历史较长，理论和实践比较成熟，主要抗干扰技术有各种接地处理、屏蔽和隔离、滤波、去耦、旁路等。对于新建变电站，从硬件角度，应该重视并监督以下几种抗干扰措施的实施：以内蒙古达拉特发电厂（以下简称达电）在2004年新建500KV变电站、2004至2006年220KV六条出线微机保护改造、1#-#4机发变组微机保护改造、2006年220KV母差改造为例说明如下：
2.1 用接地和屏蔽来抑制噪声和防止干扰
    （1）达电在2004年新建500KV变电站的过程中严格保证变电站接地系统能达到设计及二十五项反措的要求，使用微机保护的变电站接地电阻应符合GB-T2887/1989和GB9361－1988要求所规定的不大于0.5欧姆的要求。在设计和实施中把接地和屏蔽正确地结合起来使用。
    （2）在模拟量通道中，考虑到磁场耦合及导线电阻的影响，将其输入回路采用一点接地方式，以克服双端接地的缺点；
    （3）在电连通的几台电流互感器或电压互感器的二次回路上，通过一点接于接地网。
    （4） 在220KV六条出线微机保护改造、1#-#4机发变组微机保护改造和220KV母差改造中，将微机保护装置的箱体经试验确定可靠接地，保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后，将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于50mm2的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连，而后接于截面不小于100 mm2的接地铜排上，再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。
    （5）对于由开关场引入保护装置的交流电流、电压回路，信号回路，直流控制回路等电缆全部采用屏蔽电缆，如KVVP2?2、KYJVP、KXQ2、KXQ20等型号电缆。屏蔽层应采用电阻系数小的铜、铝等材料制成，以前普遍使用的KVV等型号的钢带电缆均无屏蔽作用。
    （6）屏蔽电缆的屏蔽层两端可靠接地。在做电缆头之前，用1.5~2.5mm2的多股铜芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕3圈以上，并进行固定，然后再做电缆头，用热缩管封紧，将多股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上，开关机构处接于可靠的接地点上。   
    （7）对于模拟量输入回路的抗干扰，严格执行反措要求。对电压互感器二次绕组(星形)，三次绕组(开口三角形)的N相严格分开，由开关场引入控制室，在保护柜上由一点接地。对于几台同一电压等级电压互感器的N相分别引入控制室，并接到同一零相电压小母线经一点接地。对电流互感器的二次回路应有一个接地点，并在配电装置附近经端子排接地。对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，分别引入保护柜。在保护柜上经端子排一点接地。
    （8） 高频同轴电缆屏蔽层两端接地。对于高频保护用的高频同轴电缆，其屏蔽层两端应可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧，高频电缆的屏蔽层用直径1.5~2.5mm的铜芯线紧紧缠绕并密封后，接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外在结合滤波器的二次接口处，用大于10mm的多股铜芯线将高频电缆的屏蔽层和接地线可靠相连。
2.2  合理布置及分组二次回路电缆
    （1）在新建500KV变电站的过程中二次回路电缆尽可能垂直于高压母线敷设；不可能时则应尽量增大两者间的距离。接到具有相似灵敏度的设备的电缆应组合在一起，并在各组间保持最大距离。
    （2） 高压电缆不与控制电缆敷设在同一管道或同一沟道内，至少不得在同一电缆架上。
    （3）低电平信息回路与电力回路，不采用公共的回程导线。由主控室敷设到开关场的回路，不得在开关处从装置的一个部件利用另一电缆的回程导线接到另一部件而形成回路。所有供电及回程导线置于同一电缆中，避免由于环路布置形成的极大磁链产生很大的电磁感应。强电的馈线采取单独走线而不是与信号线混绑在一起；强信号线与弱信号线尽量避免平行走线，在有条件的地方努力成正交走线。
2.3  在控制回路设计中按照反措要求加装隔离继电器
    （1）保护的跳合闸出口经过操作箱的执行继电器，而不是直接将保护跳合闸继电器触点接到断路器的跳合闸线圈。
    （2）变电站交流电压、电流及功率等信号均经相应电量变送器转换成直流量以后才送入微机；交流电量经小PT、小CT的隔离，使交流大地与直流地隔开，同时，所有模拟量和开关量均经光电耦合单元隔离后再由主机进行采集，使微机内外系统的电源接地线在电气上相互独立，从而大大提高了系统的抗干扰能力。
    （3）由远方开入接点接入微机保护的长电缆经大功率继电器隔离之后转接接入微机保护装置。
2.4  抑制来自电源的干扰
    （1）采用在电源入口增设电源滤波器，消除以传导和磁场两种形式造成的电磁干扰。
    （2）利用机箱的屏蔽作用减少电源线在装置内部产生的干扰，并注意选用外壳有屏蔽接地的滤波器，其接地点以最短的距离接在机箱的柜体上。
    （3）选用抗干扰能力强、输出波纹噪声小的KTD型开关电源为系统微机保护部分供电。
    （4） 采用逆变后的开关电源为保护装置供电，由蓄电池电压110V或220V逆变或高频(20M6)电压后经高频变压器隔离，利用光电稠合隔离技术，隔离叠加在凹U系统输入、输出信号上的各种干扰，在输入和输出通道上采用光电隔离。
    （5） 采用由蓄电池或Un电源供电、经逆变后的开关电源稳压并通过滤波器得到各种稳恒直流电压作为装置的电源，由于经过多级变压器和稳压滤波环节，其稳压能力与抗干扰效果都比较理想。

3  结论
    本文针对内蒙古达拉特发电厂近年来在电气二次工作中遇到的实际典型事例，浅谈一下二次回路抗干扰措施在达电实际生产中的应用。系统地阐述了达电电气二次在实际工作中对微机继电保护的内部和外部所采取的抗干扰措施，采用软、硬件统一考虑，软、硬件相结合的抗干扰措施，大大提高微机保护的抗干扰能力。实践证明，这些方法是行之有效的，在微机保护装置中得到应用，取得了良好的效果，基本解决了在现场运行中对微机保护的干扰问题。

参考文献
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