文档介绍：发电厂变电所的各类保护和控制系统目前均为计算机控制
的综合自动化系统,这与过去传统的保护和控制装置相比,是
次技术上的革命。但是计算机综合自动化系统现在面临的
个问题,就是各种干扰的问题。因为计算机综合自动化系统在
运行中面对的是高电压、强电场、电磁环境非常复杂。特别是
当系统接地短路时,大电流流经接地装置时由地电位差引起的地
电位干扰,在雷击时由雷电流入地时,引起的冲击电位升高所造
成的干扰,和过渡过程干扰以及电网中各种内过电压干扰。而
微杋保护和综合自动化系统的计算机则比较脆弱、对干扰具有
敏感性这些干扰会对计算机监控设备的取样回路、控制回路、
电源和通信回路造成影响。如果某一环节出现问题,这种干扰
就会对综合自动化系统造成较大的危害,比如会使逻辑混乱
计算机死机,芯片损坏、保护“失灵”等,严重时会危及发电
机、变压器等一些主设备。
由各类干扰造成微机保护或综合自动化系统“失灵”的事故
在最近几年可以说曾多次出现,有的还发展成主设备烧毁事故。国
内、外曾多次发生在雷击时或在厂、站内接地短路时微机保护误
动或死机,使事故扩大烧毁主设备或发展为“火烧连营”事故,事
后分析原因大都是因微机保护或综合自动化系统受到地电位干扰
造成。因而有必要对地网在接地短路时局部电位升高,对微机保护
和综合自动化系统、调度自动化系统的干扰和影响进行研究,通
过硏究找岀现有抗干扰措施上的不足,找出改进完善措施,从而提
高微机保护综合自动化系统和调度自动化统的抗干扰水平,确保电
网的安全稳定运行有着非常重要的。重点在于找出防止地电位干
扰的措施,确保电力系统特别是微机保护和综合自动化系统的安
全运行。
发电厂、变电所地电位干扰分析
1、发电厂、变电所内雷电流入地造成的冲击电压干扰
在接地体附近冲击电位的梯度比工频电位的梯度大,这是
因为冲击电流通过接地体时,接地体附近的阻抗区除有工频电
流相似的电阻分量外,由于磁场和集肤效应的作用,还包括了
较为显著的与频率有关的电阻和电感分量,故电位梯度较大;
离开接地体愈远,由于电流通过的地层截面增大,后一分量所
占的比例显著减小,因而地面冲击电位分布和工频电位分布相
似。当雷电流经构架避雷线或避雷器的接地引下线进入发电厂
变电所的接地网,再经接地网流入大地时,会造成接地网的局
部电位升高,地网附近的电缆沟内往往有二次保护、计量、通
信、控制等低压电缆,如因接地的局部电位升高超过一定数值
严重者会向二次电缆反击形成灾难性的事故。
如信阳平桥电厂1987年7月11日因雷电造成地网局部电位升
高,并向电缆沟内的电缆反击,引起电缆着火,使继电保护失
灵,造成灾难性的事故。又如商城七星岗变电所在1992年接地
网改造以前,多次发生雷击时,地网因局部电位升高向电缆沟
内的电缆反击,打坏控制和计量表计的事故。
接地网的冲击电压干扰通道主要有
(1)互感耦合,即当二次线附近的接地体流过雷电流时,会
通过互感耦合在二次线上产生干扰电压,干扰电压的大小与雷电
流的大小及雷电流的流通通道和二次线的距离有关。当雷电流
通过接地引下线流入大地肘,并在周转的空间产生很强的电磁
场,这时会在二次线上产生感应电压u
M
图12-1雷电流的电感效应
U引下线的电压
DC引下线;
P对地电容为C对引下线电容为C的孤立金属部件
与引下线之间的互感为M的金属环路
N点和点之间的电位差u将为
UNEUNo Foot =uNo-uto
其中
=1+
(12-2)
从而
, R f(I-
d i
(L1-M)
(12-2)
式(12-1)一式(12-3)中
M防雷地接地引下线与设备的接地引下线之间的互感
i1雷电流;
Ro接地电阻
R
防雷接地引下线的电阻;
防雷接地引下线的自感
互感M愈大,u1就愈大,当防雷接地引下线与设备的接
地引下线互感M近似于L1。此时,感应电压u1与接地线上电
压U几乎相等,对设备的威胁也就愈大。
当设备的接地引下线与防雷接地引下线靠近时,由于
L1≈M,u=就减小为u段的电阻压降iR1。此时,虽然t点
和N点的距离较近并不会产生反击。当两种引线间的距离增
大时,M就减小,如果距离大到一定程度,M就越近于零,
则有
di
UN=1,RI+LI
(12-4)
此时uN也将增大,但由于t点和N点的距离也相应增
大,也不会使t点间出现反击
如果设备的外壳或引线靠近设备接地引线,而设备的
引下线和防雷接地引下线的距离增大时,N点和t点将出现
反击。为防止反击,设备应离开防雷接地引下线,设备的
接地引