电力二次系统接地及抗干扰方法分析

电力二次系统接地及抗干扰方法分析

王刚

黑龙江省电力有限公司大庆供电公司

【摘 要】为了提高电力二次系统接地及抗干扰施工质量，文章针对电力二次系统干扰危害性进行分析，阐述了电力二次系统的接地与抗干扰措施，以期提高电力二次系统工作的稳定性、安全性及可靠性。

【关键词】电力系统；接地方式；抗干扰；二次系统

就电力系统而言，二次系统性能的可靠性、安全性和稳定性十分重要，关系整个电力系统的运行状况，因此加强对电力二次系统接地及抗干扰研究意义重大。在社会经济飞速发展的新时期，社会电力需求量不断攀升，电力系统容量也不断增加，以计算机技术、继电保护技术和微电子继电保护技术为主的电力保护方式已经被广泛应用到电力系统中，为电力事业的发展指明了方向。

一、电力二次系统干扰类型及形成原因

目前，由于电力系统的运行方式发生了变化，各种不同电磁类型的干扰问题越来越突出。受到干扰的设备主要包含了：一次设备、一次与二次设备、二次与二次设备等，这些设备之间的干扰引起频率和谐波变化，最终给电力系统运行带来影响。究其原因是电力系统在运行中本身会产生电磁能量，导致其本身就是较强的电磁信号干扰源，电力系统中产生的电磁干扰包含了电磁耦合、射频、雷电、二次回路以及内部装置原件等。

电磁耦合的产生主要是因为电力一次、二次运行的时候，彼此产生的电磁波相互干扰。一次电力设备主要是高压线路，运行期间电力电压高，高压电路通过电容耦合进入二次设备，整个过程都会引起电磁波。一次设备在运行中产生的过电流也会通过耦合进入到二次设备内，使得设备在运行中受到一定的影响。射频干扰主要是因为电力系统基站天线、大型机电设备在运行中产生高压敷设，造成设备信号频率发生了变化。雷电干扰主要是引雷击等自然灾害引起的，造成电力二次系统电动势分布不均，给设备的正常运行带来威胁。

二、电力二次系统干扰危害

根据电力二次系统干扰产生原因分析，电力二次系统的危害极为突出，不仅影响继电保护安全、安全自动装置的运行流程，并且这些干扰本身有着多样化特征。这些干扰问题在发生之后，势必引起传感器运行受阻，感应辐射侵入二次设备，一旦干扰现象超过二次设备的承受能力，必然引起设备故障，给设备运行造成不良影响。另外，如果电力系统在运行中存在一定的故障，二次系统必然受到干扰因素无法正常运转，给电力系统的安全性、稳定性构成影响，还危及电力系统运行安全。

三、电力二次系统接地与干扰措施分析

1、电力二次系统接地方式

目前电力工程中，常见的电力二次系统接地方式有信号系统接地、保护系统接地、二次回路接地以及电力线缆屏蔽系统接地等。

首先，保护系统接地系统可以分为悬浮接地、单点接地以及多点接地等不同的保护形势，悬浮接地主要指的是将三个不同位置的二次设备串联到同一个接地点，通过牵引导线将电力二次系统中的过电流引入到大地中，电力系统安全。悬浮接地系统在目前几乎不用于电力二次系统中，主要是因为这种接地方式并没有静电回路，导致电力系统在雷雨天气使其极容易遭受雷击产生过电流，引起静电飞弧，给设备安全构成威胁。多点接地是将电力二次系统中每个设备都单独接地，这种接地方式能有效减少接地阻值，但是多点接地的工程投资大，主要被应用于大型工程中。

其次，二次回路接地是以互感器为基础，利用互感器运行原理将二次设备和运行中的电压进行转变，主要是将高压电转变为低压电，进而将大电流缩减成为小电流，有效保证了运行电路工作人员安全的同时，提高了设备耐久性。

最后，电力通信系统采用屏蔽层线缆，该线缆外层采用双屏蔽材料，颜色排布为白红黑黄紫、蓝桔绿棕灰，这样线路在后期出现故障可观察其颜色便可进行维护。

2、电力二次系统抗干扰接地对策
　　电力二次系统抗干扰接地常用方法包括屏蔽接地及设备接地两种，本小节主要介绍屏蔽接地与设备接地的具体实现过程。
　　（1）屏蔽接地：大量研究证实，任何放大器及信号源等易受电磁辐射干扰的电路皆需设置屏蔽罩。考虑到屏蔽罩与信号电路间存有寄生电容，屏蔽罩应与信号电路地线末端相互连接，由此消除寄生电容对电力二次系统的不良影响，同时屏蔽罩应进行接地处理，由此消除共模干扰的不良影响。
　　（2）设备接地：为了满足设计要求，单台设备通常应设置多种电路，例如数字电路、高频电路、模拟电路等低电平的信号电路；继电器电路、供电电路等高电平的功率电路。此外二次设备必须设有一定屏蔽效能与机械强度的外壳，由此抵御外界电磁的干扰。一般而言，设备接地必须特别注意如下事项：
　　1）50Hz电源零线应连接到安全接地的螺栓位置。针对独立式设备，安全接地螺栓的设置位置应为设备的金属外壳，同时保持良好的电连接，此外机壳地线严禁用电源零线取代，以防机壳带电对人身安全造成危害；
　　2）针对数字电路、高频电路、模拟电路等低电平信号电路及继电器电路、供电电路等高电平功率电路的干扰而言，其接地须分开，以防产生高电压。注意前者称作弱点地或信号地；后者称作强电地或功率地，其中信号地具体包括模拟地与数字地两种，此外信号地线与机壳地线及功率地线必须进行绝缘处理。

　3、电力二次系统接地过程的注意事项
　　结合上文研究内容，本文认为电力二次系统接地过程须特别注意如下事项：
　　（1）电力二次系统接地须综合考虑设备接地的相关注意事项；设备外壳与机柜外壳用设备外壳地线连接起来；机柜外壳与系统外壳用机柜外壳地线连接起来；针对电力二次系统而言，安全接地螺栓的设置位置应为系统的金属外壳，同时保持良好的电连接；
　　（2）若电力二次系统内部设有过多的设备及机柜，其必然导致机柜外壳地线、功率地线、模拟地线、数字地线过多。基于此问题，常用的处理办法包括：铺设两条与系统外壳绝缘且相互平行的半环形接地母线，即信号接地母线与屏蔽地及机柜外壳地母线。电力二次系统的屏蔽地及机柜外壳地应与距离最近的信号地母线连接，系统的信号地应与距离最近的信号地母线相互连接，同时两条半环形接地母线的中间位置应与安全接地螺栓相互靠近，此外屏蔽地及机柜外壳地母线应与安全接地螺栓连接，信号地母线应与信号地螺栓连接。

四、结束语

总之，电力二次系统本身复杂、二次回路多、工作环境变化大的特征给接地及抗干扰工作的开展提出了挑战，各种自动装置、继电保护装置及监控系统的应用对工作环境条件的要求也更加严格，其中变电站的各种干扰因素已成为影响系统正常运行的关键性因素。接地作为电力系统正常运行的保障性条件及重要的抗干扰措施，其对提高电力二次系统工作性能的稳定性与可靠性至关重要。

参考文献

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