電力工程論文接地系統(tǒng)論文：電力二次系統(tǒng)接地及抗干擾方法研究

1、 學(xué)術(shù)發(fā)表和寫作資源平臺： QQ：275252867電力工程論文接地系統(tǒng)論文：電力二次系統(tǒng)接地及抗干擾方法研究摘要:電力二次系統(tǒng)工作性能的穩(wěn)定可靠對于整個電力系統(tǒng)具有重要作用,因此,本論文主要對電力二次系統(tǒng)的接地及其抗干擾等問題進行了分析研究,首先簡單介紹了常用的接地種類,結(jié)合電力二次系統(tǒng)的設(shè)計分析了可行的接地方法,在此基礎(chǔ)上,重點探討了電力二次系統(tǒng)的抗干擾問題,指出了電力二次系統(tǒng)常見的干擾源以及形成干擾的原因,并給出了若干具體的電力二次系統(tǒng)抗干擾設(shè)計方法,對于進一步提高電力二次系統(tǒng)性能的可靠性和穩(wěn)定性,保障電力二次系統(tǒng)的安全可靠工作具有一定借鑒意義

2、。 關(guān)鍵詞:電力工程;二次系統(tǒng);接地系統(tǒng);抗干擾 1引言 我國電力事業(yè)發(fā)展迅速,電力系統(tǒng)容量越來越大。隨著繼電保護技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展,系統(tǒng)中微機型繼電保護已應(yīng)用的極為廣泛。為了工作和安全的需要,電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的某些部分與大地相連接,這就是接地。電力系統(tǒng)的接地是必須的,也是必要的。 本論文主要針對電力二次系統(tǒng)的接地方法展開探討分析,并對其中的抗干擾設(shè)計進行研究,以期從中找到可靠有效的電力二次系統(tǒng)的接地設(shè)計與抗干擾設(shè)計方法,并以此和廣大同行分享。 2電力二次系統(tǒng)接地分析 2.1 常用的接地種類 接地的種類主要有以下凡種: (1) 工作接地:工作接地是為系統(tǒng)正常工作而設(shè)置的接地。如為了

3、降低電力設(shè)備的絕緣水平,在110kV及以上電力系統(tǒng)中采用中性點接地的運行方式,在兩線一地的雙極高壓直流輸電中也需將其中性點接地。 (2) 防雷接地:為了避免雷電的危害,避雷針、避雷線和避雷器等防雷設(shè)備都必須配以相應(yīng)的接地裝置以便將雷電流引入大地。 (3) 安全接地:為了保證人身的安全,將電氣設(shè)備外殼設(shè)置的接地。 2.2 電力二次系統(tǒng)接地方法 具體來說,二次系統(tǒng)的接地問題,也就是二次裝置和二次回路及二次電纜屏蔽層的接地,主要分為以下幾種情況: (1) 保護系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的接地 繼電保護裝置的工作環(huán)境中干擾是嚴(yán)重的,這些干擾的特點是頻率高,幅度大,因而可以順利通過各種分布電容的耦合;另一方面這些干

4、擾持續(xù)時間短。繼電保護的可靠性要求體現(xiàn)在兩個方面:不誤動和不拒動。 對于微機型保護裝置,由于其工作是在時鐘節(jié)拍的嚴(yán)格控制下高速同步進行的,這些干擾一旦闖入,輕則引起動作延遲,重則導(dǎo)致程序中止或出錯,甚至元件損壞,所以抗干擾是微機保護的一個重要內(nèi)容,除了在軟硬件設(shè)計中進行抗干擾外,降低干擾是最直接和最根本的抗干擾方法,而接地是降低干擾最有效的措施,所以微機保護的接地是極其重要的。保護系統(tǒng)的接地方式有三種:懸浮接地,單點接地和多點接地。 (2) 二次回路的接地 二次回路的接地主要是互感器回路的接地。電力系統(tǒng)中互感器主要作用是將大電流變成小電流或?qū)⒏唠妷鹤兂傻碗妷阂员阌跍y量,同時利用互感器將二次回路

5、與一次高壓電路隔開,以保證二次回路、儀器和人身的安全。 (3) 二次電纜屏蔽層的接地 現(xiàn)階段,電力系統(tǒng)及測控領(lǐng)域所用的控制電纜和信號電纜均采用屏蔽電纜,其首要因素是屏蔽電纜具有良好的抗干擾性能,這對于廣泛應(yīng)用的微機系統(tǒng)和電子設(shè)備尤為重要。這些屏蔽線,有用于低頻設(shè)備的單芯、兩芯及多芯屏蔽線,雙絞屏蔽線和用于高頻設(shè)備的同軸電纜等。由于其使用環(huán)境、條件及信號的不同,因此在實施屏蔽時的接地方式也不同。 3電力二次系統(tǒng)抗干擾探討 3.1 電力二次系統(tǒng)的常見干擾源 干擾源大致可分為以下幾類: (1) 電磁耦合干擾:電力系統(tǒng)一次設(shè)備和二次之間凡乎都是通過電磁耦合進行工作的,同時,電場效應(yīng)和磁場效應(yīng)也無處不在

6、,因此,一次設(shè)備本身的高壓電場可通過電容耦合到二次設(shè)備;大電流產(chǎn)生的磁場也可通過電感耦合到二次設(shè)備。 (2) 射頻干擾:由于天線效應(yīng),大型變壓器、大型發(fā)電機和電動機、高壓導(dǎo)線等都會發(fā)射出工頻和諧波頻率的電磁輻射。 (3) 雷電干擾:雷電流平均20kA,最高可達200kA,其發(fā)生時間處于s級,雷電流對二次的影響主要是在二次電纜上的干擾。雷電流經(jīng)避雷器入地,使得地網(wǎng)上的電位分布極不均勻,另外引起地電位升高,將對屏蔽層接地的電纜上產(chǎn)生干擾。 (4) 操作引起的干擾:一次系統(tǒng)中的開關(guān)操作,斷路器、隔離開關(guān)的操作會引起電氣回路狀態(tài)變化,特別是隔離開關(guān)動作時,沒有滅弧裝置,產(chǎn)生多次電弧重燃引起的電磁能量振

7、蕩。一般認為開關(guān)操作是引起干擾和過電壓的重要原因。 其他的干擾源,如短路電流、二次回路操作、局部放電及電力二次系統(tǒng)內(nèi)部的電子元器件等等,都會產(chǎn)生干擾。 3.2 電力二次系統(tǒng)形成干擾的原因分析 電力系統(tǒng)的二次系統(tǒng)是由二次電纜和二次設(shè)備組成的。電力系統(tǒng)二次設(shè)備的種類和型號很多,所處的運行環(huán)境異常復(fù)雜。二次回路干擾形成的主要原因有下列凡種: (1) 雷電流注入接地網(wǎng)所造成的干擾; (2) 工頻短路電流注入接地網(wǎng)所造成的干擾; (3) 一次、二次設(shè)備的操作引起的干擾。 (4) 強電場環(huán)境下,由于電磁場作用引起的干擾。 這些干擾可能對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響,輕則引起二次系統(tǒng)及設(shè)備的運行穩(wěn)定性,重則會

8、導(dǎo)致保護誤動作,造成停電,甚至?xí)纬筛蟮氖鹿省?3.3 電力二次系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 在設(shè)計電力二次系統(tǒng)時,在硬件上采用一些抗干擾措施,可以有效抑制干擾信號的侵入,提高裝置的抗干擾能力。主要措施如下: (1) 隔離 為了抑制共模干擾,保護裝置中與外界連接的線路如模擬量、輸入輸出開關(guān)量、數(shù)字量和電源線等,經(jīng)由光電隔離或隔離變壓器隔離后再進入裝置內(nèi)部。其中光電隔離主要通過光電耦合器將外部開關(guān)量信號及開關(guān)量輸出和內(nèi)部電氣回路進行隔離,隔離變壓器主要通過專用變壓器將一、二次側(cè)的交流回路隔離。 (2) 屏蔽 屏蔽的實質(zhì)是通過具有良好導(dǎo)電性的金屬所構(gòu)成的全封閉殼體來隔離和衰減電磁干擾,如微機保護的殼體,將核

9、心數(shù)字部件、A/D轉(zhuǎn)換器等器件裝在內(nèi)屏蔽殼體內(nèi)。常見的屏蔽方式有抑制寄生電容耦合干擾的電場屏蔽(如電壓、電流變換器一、二次側(cè)繞組之間隔離)和防止電磁耦合及感性耦合的磁場屏蔽等。 (3) 濾波、退耦與旁路 抑制橫模干擾的主要方法是采用濾波和退耦電路。交流信號輸入通道都有前置模擬低通濾波器,兼有抗干擾的作用。交直流信號輸入通道兩個端子間應(yīng)裝上0.01-0.047pF的退耦電容,為高頻橫模干擾信號提供旁路。從抗干擾角度考慮,RC濾波器比LC濾波器好,因為RC濾波器是耗散式濾波器,把噪聲能量變成熱能耗散掉了,而LC濾波器則會產(chǎn)生附加的磁場干擾,所以電感要加屏蔽罩。在電源系統(tǒng)中,對每個電路或每個組件都要采用退耦電路供電。 4結(jié)語 電力系統(tǒng)的二次回路數(shù)量多,系統(tǒng)復(fù)雜,所處的工作環(huán)境亦復(fù)雜多樣。系統(tǒng)的各種繼電保護裝置、動裝置和各種監(jiān)控系統(tǒng)隨著微機產(chǎn)品的大量應(yīng)用,對工作環(huán)境條件的要求也越來越嚴(yán)格,發(fā)電廠和變電站中的各種干擾是影響這些系統(tǒng)正常運行的主要因素。接地一方面是保證電力系統(tǒng)正常運行的必須條件,同時也是抗干擾的一項重要措施。在二次系統(tǒng)中,屏蔽電纜屏蔽層的接地、盤柜的接地、二次交流回路的接地、微機系統(tǒng)的接地等是非常重要而又復(fù)雜的工作,因此有必要對其做進一步的總結(jié)和研究。 參考文獻: 1 國家電力調(diào)度通信中心.電