農網35kV變電站的一次、二次系統是一個不可分割的整體,他們既密切相關又相互影響。變電站綜合自動化系統內部各個子系統都為弱電系統,它們工作的環境是電磁干擾非常嚴重的強電環境,一旦受到這些電磁的干擾,將不能正常工作,會給電力系統的安全、可靠運行帶來嚴重的后果。另一方面,二次設備本身還會發射電磁波污染環境。因此,提高變電站自動化系統的抗電磁干擾能力有著至關重要的實際意義。
農網35kV變電站的電磁干擾有外干擾和內干擾之分,外干擾包括雷電、短路故障、電暈放電、高壓開關操作、風電感應、臨近強電場感應、高頻載波等,一般外部干擾源是變電站綜合自動化系統外部產生的,無法消除。內部干擾是由自動化系統內部結構、元件布置和生產工藝決定。但是,外部干擾往往是通過一、二次接線串入自動化系統內部,因此,可以通過屏蔽措施、減少強電路的感應耦合兩個方面抑制干擾。
消除、抑制農網35kV變電站綜合自動化系統電磁干擾按三個重要措施進行:消除或抑制干擾源、切斷電磁耦合途徑、降低裝置本身對電磁干擾的敏感度。
1 技術隔離措施
1.1模擬量的隔離
農網35kV變電站的微機保護裝置、微機監控裝置以及其他自動化裝置所采集的模擬量,大多來自電壓互感器和電流互感器。電壓互感器和電流互感器均處于強電回路中,不能直接輸入到綜合自動化系統中,必須經過設置在自動化系統中各種交流回路的隔離變壓器。這些隔離變壓器一次、二次中間必須有隔離層、屏蔽層,而且屏蔽層必須安全接地,這樣可起到電場屏蔽作用,防止高頻信號通過分布電容進入自動化系統的響應部件。
1.2開關量輸入、輸出的隔離
農網35kV變電站綜合自動化系統開關量的輸入,主要是斷路器、隔離開關的輔助接點等。開關量的輸出大多也是對斷路器、隔離開關的控制。這些斷路器和隔離開關都處于強電回路中,假如與自動化系統直接連接,必然引起很強的電流干擾,所以要通過光電隔離和繼電器隔離。開關量輸入回路前及信號變換部分因考慮采用濾波,開關量輸入信號送給CPU之前,必須進行隔離處理,可采用光電隔離,而且兩級光電隔離的效果會比較好。在開關量的輸入板的出口處和CPU板的入口處各設置一級光電隔離,開關量輸出回路也應在前端采取光電隔離措施,可通過光耦合或繼電器進行隔離,而且兩級隔離效果最好,在開關量的輸出板的入口和CPU板的出口處各設一級隔離。
1.3其他隔離措施
二次回路布線時,應考慮隔離,減少互感耦合,避免干擾由互感耦合侵入。強、弱信號電纜的隔離,強、弱信號不應使用一根電纜,信號電纜應盡量避開電力電纜,盡量增大與電力電纜的距離,并盡量減少平行長度。二次布線時,應盡量避免個別回路的相互感應。印刷電路板上的布線要注意避免互感。
2 設備接地
接地是變電站一、二次設備安全措施之一,也是電磁兼容的重要措施,并且是變電站綜合自動化系統抑制干擾的主要措施。
2.1一次系統接地
一次系統接地是以防雷、保證安全為主要目的,但它對二次系統的電磁兼容有重要的影響。如果接地合適,可以減少開關場內的瞬間電位升高,這對二次設備兼容很有好處。處理一次系統接地,應注意對于引入瞬變大電流的地方映射多根接地線并加密接地網,以降低瞬變電流引起的地電位升高和接地網各電位差。
2.2二次系統接地
二次系統接地分為保護接地和工作接地兩大類。
保護接地:保護接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時,遭受電擊危險和保證設備安全。保護接地是將設備的外殼接地,以防電擊或靜電放電。保護接地的接地網,通常是一次系統的接地網,接地線應盡量短和可靠,以降低可能出現的瞬變過電壓。
工作接地:工作接地是為了給設備或微機控制系統或保護裝置一個電位基準,保證其可靠運行,防止地環流引起干擾。接地線還可以作為各級電路之間信號傳輸的返回通道。
農網35kV變電站綜合自動系統的工作接地,如模擬地、信號地、屏蔽地等。
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