浅述变电站内高压开关电磁干扰问题

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1、浅述变电站内高压开关的电磁干扰问题-机电论文浅述变电站内高压开关的电磁干扰问题刘学申曾其武周忠杰（河南省高压电器研究所，河南平顶山467001）摘要：在变电站内，高压开关挂网运行时存在高电压、大电流、开关操作冲击、自然雷击等复杂电磁现象，但主回路基本以电阻、电感和电容等电气元件组成，电磁抗干扰性强，表现出良好的抗扰性。高压开关的二次设备主要处理控制、通讯、监测和保护等弱电信号，容易受到电磁干扰的影响，是较为敏感的薄弱部分，也是电磁兼容抗扰度考虑的重点。鉴于此，以高压开关二次设备的电磁干扰问题作为论述的

2、主要对象，分析相关试验标准的适用性，并给出参考意见。关键词：变电站；高压开关；电磁干扰1变电站内电磁干扰的危害在变电站中，电磁干扰造成的危害是各种各样的，可能是高压开关系统间简单但令人烦恼的通讯错误、性能降低，也有可能是电器误动，甚至可能造成不可估量的设备和人身伤害事故。具体危害如下：（1）导致设备系统性能下降、无法工作甚至损坏；（2）干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递；（3）引起电网保护装置误动或拒动，导致电网事故；（4）产生浪涌电流或电压，导致烧毁二次设备；（5）干扰数字电路的逻

3、辑关系，影响其正常工作，造成系统死机。2变电站内的电磁干扰分析8/8在变电站环境下运行的高压开关二次设备所受到的电磁干扰有：（1）开关操作：断路器和隔离开关操作是变电站最典型的电磁干扰。开关操作时，会产生一系列高频率、前沿陡峭的瞬变电磁脉冲，触头间产生电弧的熄灭和重燃。在断开的母线上将引起一系列的高频电流波和高频电压波，并以阻尼振荡波的形式向周围空间传导和辐射能量，对二次设备构成阻尼振荡波干扰和阻尼振荡磁场干扰。（2）电感性元件：变电站内部的各种电感性元件在断开时，由于触点间隙的绝缘击穿，出现脉冲群形

4、式的暂态瞬间骚扰，对二次设备构成电快速瞬变脉冲群干扰。（3）雷电：雷电是自然界产生的剧烈电磁干扰。雷电不仅直接作用于高压开关主回路，而且通过接地网络、电流互感器、电压互感器或主回路与二次设备间的各种耦合途径进入二次设备，对二次设备构成浪涌（冲击）干扰和脉冲磁场干扰。（4）运行中电力设备：变电站运行中的线路或母线中的工频电流产生工频磁场，对二次设备产生干扰。工频磁场波形为工频正弦波形，在正常情况下，由工频电流所产生的稳定磁场相对较小；但在故障状态下电流伴生的磁场就比较强，不过持续时间很短，直到保护设备动

5、作为止。对熔断器来说，大约是几毫秒；对保护继电器，最大可能达到3～5s。（5）射频发射装置：无线电台、电视台、移动电话、电力系统中常用的对讲机等都是影响二次设备正常工作的射频干扰源，对二次设备构成射频场感应的传导干扰和射频电磁场辐射干扰。（6）静电放电：静电放电的特点是波前时间只有18/8ns左右，带有数十纳秒的阻尼波尾，幅值可达十几千伏；具有显著的破坏性：使电子元器件故障、损坏或控制系统失灵，也可能使计算机程序出错或丢失数据。在电子设备按键、弱电数据接口，人容易接触或靠近的地方，都容易产生静电放电。

6、（7）谐波干扰：随着电力电子器件的广泛应用，谐波污染已经成为电网的公害。谐波、谐间波、载波信号对设备的主要影响是干扰其正常的工作状态，影响测量的准确度和动作的可靠性等。（8）电源质量：设备交直流供电电压突降和短时中断、交流电源频率变化、直流供电电压的纹波干扰也会造成传输数据的丢失和通信的中断。电压暂降、短时中断是由电网、电力设施的故障或负荷突然出现大的变化引起的，在某些情况下会出现两次或更多次连续的暂降或中断。综上所述，变电站常见的电磁干扰有：阻尼振荡波干扰、阻尼振荡磁场干扰、电快速瞬变脉冲群干扰、浪

7、涌（冲击）干扰、脉冲磁场干扰、工频磁场干扰、射频场感应的传导干扰、射频电磁场辐射干扰、静电放电干扰、谐波干扰、交流电源输入端口电压暂降和短时中断干扰、直流电源输入端口电压暂降和短时中断干扰、工频频率变化干扰、直流电源输入端口纹波干扰，共计14项干扰类型。3国家标准的通用要求在GB/T11022—2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中，涉及高压开关二次回路的电磁兼容抗扰度试验项目共有5项，分别是：（1）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，该试验模拟各种电感性元件开合对二次回路的干扰；（2）振荡波

8、抗扰度试验，该试验模拟主回路开合对二次回路的干扰；（3）8/8直流电源输入端口纹波抗扰度试验，该试验模拟直流电源上的纹波电压对二次回路的干扰；（4）交流电源输入接口的电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度试验，该试验检测与低压供电网络连接的二次回路对交流电源的电压跌落、短时中断和电压变化干扰的抗扰性能；（5）直流电源输入接口的电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度试验，该试验检测与低压供电网络连接的二次回路对直流电源的电压跌落、短时中断和电压变化干扰的抗扰性能。