變電所高頻保護抗干擾問題的探討
1 引言
高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯保護。當前隨著電網容量的增大、系統電壓的升高，各類電磁干擾現象比較嚴重。由于輸電線路是高頻通道的一部分，所以高壓系統的斷路器操作、短路故障和遭受雷擊等引起的電壓，就可能對高頻收發訊機產生干擾，導致高頻保護誤動作。所以，了解各類干擾源，采取相應的抗干擾措施至關重要。
2 干擾源
(1)高壓隔離開關和斷路器的操作。這些操作可能在母線或線路上引起含有多種頻率分量的衰減震蕩波，母線(或電氣設備間的連線)相當于天線，將暫態電磁場的能量向周圍空間輻射，同時通過連接在母線或線路上的測量設備直接耦合至二次回路。斷路器操作產生的電磁干擾頻率一般為0.1～80mhz，每串電磁干擾波的持續時間為10μs～10ms。
由理論分析和實測數據可得出如下規律：①暫態電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導頻率隨電壓等級增高而降低。②與隔離開關操作相比，斷路器操作所引起暫態電磁場的幅值小，主導頻率高、脈沖總數少。③快速隔離開關比慢速隔離開關產生的暫態重復頻率低、持續時間短。慢速隔離開關一次操作中可能產生上萬個脈沖，而快速隔離開關只產生幾十個脈沖。
(2)雷擊線路、構架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構架，會有大電流流入接地網，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網電阻的存在而產生流過屏蔽層的暫態電流，從而在二次電纜的心線中感應出干擾電壓，線路感應的過電壓也會通過測量設備引入二次回路。由雷擊變電所在二次回路中產生的干擾電壓可高達30kv，其頻率可達幾兆赫。
(3)系統短路故障。系統短路故障與雷擊構架一樣會引起地網電位的升高，從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內高壓母線單相接地時，在二次電纜心線上產生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏，暫態干擾電壓的頻率約千赫到幾百千赫。
(4)靠近高壓線路受其工頻電磁場作用。這對于電子束類的顯示設備產生電磁干擾是十分明顯的。在戶外變電所中，高壓線路或匯流排會產生工頻電磁場。一般而言，電壓等級越高，產生的電場也越大，但磁場相反減小。
(5)局部放電產生頻率較高的電磁輻射，可能在電子設備的線路中引起電磁干擾。
(6)二次回路中的開關操作。由于感性負載的存在，在二次回路的信號電源端口以及控制端口產生快速瞬變的脈沖干擾。由于電磁電器的大量使用，在二次回路自身工作時會產生中等頻率的振蕩暫態電壓。
3 抗干擾措施
(1)通道入口處加裝串聯電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側收到對側信號且對側停信時，由"收訊輸出"給出保護動作的一對接點信號，該過程中高頻信號存在大約5ms的間斷，此間斷將作為出口動作的判據。在廣州白云供電局所屬的某220kv線路曾發生過區外故障時，由于干擾產生間斷導致保護誤動作的事故，為防止類似情況的發生，應在通道入口處電纜心線內串接0.1μf電容，可有效地起到抗間斷作用，取消ybx系列收發訊機線路濾波器輸出中的放電管。
(2)裝置可靠接地。由于變電所的接地網并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現電位差，當較大的接地電流注入接地網時，各點之間可能有較大的電位差，如果同一個連接的回路在變電所的不同點同時接地，地網地電位差將竄入該連通地回路，造成不應有地分流。在有些情況下，還可能將其在一次系統并不存在的地電壓引入繼電保護裝置的檢測回路中，或者因分流引起保護裝置在故障過程中拒動或者誤動，所以對于微機保護裝置來說，保護屏必須要求可靠接地，而高頻保護也應按部頒要求加裝接地銅排或銅絞線(線徑不小于100mm2)，以保證裝置在故障情況下的可靠判斷。
(3)限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產生過電壓，可在通道入口處并聯適當的電容，由于電容具有兩端電壓不能突變的性質，當靜電感應產生的過電壓出現時，首先要向并聯電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應過電壓一般出現的時間都很短，并聯電容兩端電壓(即副邊電壓)還沒有升到足夠高時，過電壓已消失，這樣就能大大限制地電壓對高頻收發訊機的侵害。
(4)高頻位置停信加裝手合繼電器延時閉合接點。當空載線路手動合閘時，由于線路的分布電容，將產生較大的電容電流，此電流有時會達到高頻保護的啟動值，此時會造成高頻保護誤動，導致線路合不上斷路器。為防止此類現象的發生，可在送電側斷路器保護裝置對位置停信略帶延時，使位置停信延時停信，所以應將手合繼電器的一對常閉接點(延時斷開，瞬時閉合)串入裝置的位置停信回路中，對裝置進行高頻保護閉鎖。
(5)相-相耦合方式中，高頻差接網絡必須可靠接地。
4 結束語
除上述情況外，要保證高頻收發訊機正常可靠運行，還必須要在現場調試中注意幾點：①試驗設備必須校零，選檔正確。②調試插件內的可調變阻器應使用無感工具。③在通道進行對調時，多次準確記錄收發訊值。④調試功放插件中的元件功放管不可在過載狀態下工作。⑤高頻電纜同收發訊機阻抗匹配。
高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯保護。當前隨著電網容量的增大、系統電壓的升高，各類電磁干擾現象比較嚴重。由于輸電線路是高頻通道的一部分，所以高壓系統的斷路器操作、短路故障和遭受雷擊等引起的電壓，就可能對高頻收發訊機產生干擾，導致高頻保護誤動作。所以，了解各類干擾源，采取相應的抗干擾措施至關重要。
2 干擾源
(1)高壓隔離開關和斷路器的操作。這些操作可能在母線或線路上引起含有多種頻率分量的衰減震蕩波，母線(或電氣設備間的連線)相當于天線，將暫態電磁場的能量向周圍空間輻射，同時通過連接在母線或線路上的測量設備直接耦合至二次回路。斷路器操作產生的電磁干擾頻率一般為0.1～80mhz，每串電磁干擾波的持續時間為10μs～10ms。
由理論分析和實測數據可得出如下規律：①暫態電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導頻率隨電壓等級增高而降低。②與隔離開關操作相比，斷路器操作所引起暫態電磁場的幅值小，主導頻率高、脈沖總數少。③快速隔離開關比慢速隔離開關產生的暫態重復頻率低、持續時間短。慢速隔離開關一次操作中可能產生上萬個脈沖，而快速隔離開關只產生幾十個脈沖。
(2)雷擊線路、構架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構架，會有大電流流入接地網，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網電阻的存在而產生流過屏蔽層的暫態電流，從而在二次電纜的心線中感應出干擾電壓，線路感應的過電壓也會通過測量設備引入二次回路。由雷擊變電所在二次回路中產生的干擾電壓可高達30kv，其頻率可達幾兆赫。
(3)系統短路故障。系統短路故障與雷擊構架一樣會引起地網電位的升高，從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內高壓母線單相接地時，在二次電纜心線上產生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏，暫態干擾電壓的頻率約千赫到幾百千赫。
(4)靠近高壓線路受其工頻電磁場作用。這對于電子束類的顯示設備產生電磁干擾是十分明顯的。在戶外變電所中，高壓線路或匯流排會產生工頻電磁場。一般而言，電壓等級越高，產生的電場也越大，但磁場相反減小。
(5)局部放電產生頻率較高的電磁輻射，可能在電子設備的線路中引起電磁干擾。
(6)二次回路中的開關操作。由于感性負載的存在，在二次回路的信號電源端口以及控制端口產生快速瞬變的脈沖干擾。由于電磁電器的大量使用，在二次回路自身工作時會產生中等頻率的振蕩暫態電壓。
3 抗干擾措施
(1)通道入口處加裝串聯電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側收到對側信號且對側停信時，由"收訊輸出"給出保護動作的一對接點信號，該過程中高頻信號存在大約5ms的間斷，此間斷將作為出口動作的判據。在廣州白云供電局所屬的某220kv線路曾發生過區外故障時，由于干擾產生間斷導致保護誤動作的事故，為防止類似情況的發生，應在通道入口處電纜心線內串接0.1μf電容，可有效地起到抗間斷作用，取消ybx系列收發訊機線路濾波器輸出中的放電管。
(2)裝置可靠接地。由于變電所的接地網并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現電位差，當較大的接地電流注入接地網時，各點之間可能有較大的電位差，如果同一個連接的回路在變電所的不同點同時接地，地網地電位差將竄入該連通地回路，造成不應有地分流。在有些情況下，還可能將其在一次系統并不存在的地電壓引入繼電保護裝置的檢測回路中，或者因分流引起保護裝置在故障過程中拒動或者誤動，所以對于微機保護裝置來說，保護屏必須要求可靠接地，而高頻保護也應按部頒要求加裝接地銅排或銅絞線(線徑不小于100mm2)，以保證裝置在故障情況下的可靠判斷。
(3)限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產生過電壓，可在通道入口處并聯適當的電容，由于電容具有兩端電壓不能突變的性質，當靜電感應產生的過電壓出現時，首先要向并聯電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應過電壓一般出現的時間都很短，并聯電容兩端電壓(即副邊電壓)還沒有升到足夠高時，過電壓已消失，這樣就能大大限制地電壓對高頻收發訊機的侵害。
(4)高頻位置停信加裝手合繼電器延時閉合接點。當空載線路手動合閘時，由于線路的分布電容，將產生較大的電容電流，此電流有時會達到高頻保護的啟動值，此時會造成高頻保護誤動，導致線路合不上斷路器。為防止此類現象的發生，可在送電側斷路器保護裝置對位置停信略帶延時，使位置停信延時停信，所以應將手合繼電器的一對常閉接點(延時斷開，瞬時閉合)串入裝置的位置停信回路中，對裝置進行高頻保護閉鎖。
(5)相-相耦合方式中，高頻差接網絡必須可靠接地。
4 結束語
除上述情況外，要保證高頻收發訊機正常可靠運行，還必須要在現場調試中注意幾點：①試驗設備必須校零，選檔正確。②調試插件內的可調變阻器應使用無感工具。③在通道進行對調時，多次準確記錄收發訊值。④調試功放插件中的元件功放管不可在過載狀態下工作。⑤高頻電纜同收發訊機阻抗匹配。
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