发电厂二次系统的抗干扰接地

发电厂二次系统的抗干扰接地

孙世营

（山东省热电设计院山东省济南市250000）

摘要：发电厂二次系统采用微机保护与自动装置为实现智能化、信息化提供了基础，极大的降低了劳动强度、提高了工作效率、改善了工作环境，但对抗干扰提出了更高的要求。发电厂接地网采用人工复合接地网并充分利用自然接地极，在正常情况下接地电阻值能够满足二次系统微机保护装置要求，但在雷击、感应、大电流接地等特殊情况下仍存在造成电子器件误动作、烧损等事故。为此本文从等电位接地网和接线两方面分析了实际工程中抗干扰的几个策略。

关键词：智能化；抗干扰；接地；策略

一、概述

随着现代发电厂二次设备集成化、智能化、信息化的快速发展，电子器件的采用量也大量增加。这极大的降低了劳动强度、提高了工作效率、改善了工作环境，但由于电子器件工作电压低，如微机中使用的各种TTL门电路的逻辑“l”和“0”电平的电位差仅2V多，如果处理不当，在信号地线上形成噪声电压，造成微机不能正常工作，甚至烧毁元件。信号地（逻辑地）是所有逻辑电路的公用基准点，因此对接地电阻要求非常高（一般应不大于1Ω），同时电子器件对抗干扰的要求也越来越高，以往常规的某些接地方法已不能完全满足要求，有许多新的情况、新的问题需要考虑。

二、二次系统对接地及抗干扰的要求

（一）、发电厂接地系统与接地电阻要求

为了保证人身和设备安全，发电厂设有完善的接地系统，提供一个对地的低阻抗通道以便将短路、雷击、静电及辐射的能量散泄于大地。发电厂的接地系统首先充分利用直接埋入地中和水中的自然接地体，如金属水管、基础钢筋、各种金属管道（易燃气体、易燃液体、易爆气体的管道除外）、建筑物和构筑物的地下金属结构等，并用不少于两根导体在不同地点进行连接，同时设置以水平接地带为主、辅以垂直接地极及集中接地装置的人工复合接地网，使接地系统的接地电阻值在一年四季中均应满足规范要求。现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011对发电厂接地电阻的一般要求如下：

1对有效接地系统和低电阻接地系统，接地电阻应符合下式要求：R≤2000/IG式中：R—考虑季节变化的最大接地电阻（Ω）；IG—计算用经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值（A）。

2不接地、谐振接地、谐振‐低电阻接地和高电阻接地系统，接地电阻应符合下式的要求，但不应大于4Ω：R≤120/Ig式中：Ｒ—采用季节变化的最大接地电阻（Ω）；Ig—计算用的接地网入地对称电流（A）。

另外，发电厂接地电阻还应满足跨步电位差和接触电位差的要求。

（二）、二次系统对接地电阻及抗干扰的要求

1、就二次系统的接地而言，一般可分为安全保护接地、工作接地、信号接地等三种。安全保护接地是指对设备的外壳接地，既可防止漏电造成人员触电的危险，又可屏蔽外界对设备的干扰。工作接地是交流电源中性点的接地系统，将交流电源的中性线接到接地体，故障情况下的接地电流就会流过中性线。信号接地就是将逻辑信号系统的公共端接到地网，使其成为稳定的参考零电位。正常情况下规范提出的接地电阻值能够满足二次系统微机保护装置要求，但在雷击、感应、大电流接地等特殊情况下仍存在造成电子器件误动作、烧损等事故。因此单纯的降低接地电阻并不能完全解决上述问题，这就需要引入二次系统的抗干扰问题。

2、各类电子电路通常都需要有零电位基准，即信号地，也称逻辑地。在实际装置中，零电位（信号地）的设置有以下几种情况：

1）零电位浮空：适用规模较小或工作频率较低的装置，如继电保护装置（包括某些微机保护），很多都采用零电位浮空方式。

2）零电位直接接地：适用于大规模或高频的装置和系统。有些工作频率较高但规模较小的装于一个机壳内的独立装置往往采用零电位接机壳，机壳再直接接地。对于规模较大由多个装置构成的系统，则要求有电阻很小能保证电位相同的直流公共母线作为基准零电位点。

发电厂和变电所实际应用的二次设备的频率较低，一般采用并联一点接地。对于规模较大的系统，应将信号地接于一条共用的接地干线，然后再将接地干线的一点与接地网连接。这样接地网中的干扰电压虽然会影响二次系统的整体电位，但不会在其系统内各点形成附加的电位差（噪声电压）。

三、发电厂二次设备抗干扰接地的几个策略

（一）、二次专用接地网（等电位接地网）抗干扰策略

1、继电器室内的等电位接地网：在继电器室屏柜下层的电缆沟（夹层）内，按屏柜布置的方向敷设100mm2的专用首末端连接的铜排（缆），形成等电位接地网。该等电位接地网必须与发电厂的主接地网可靠连接。

2、室外等电位接地网：沿着二次电缆的沟道敷设截面不小于100mm2的裸铜排（缆）。

3、专用二次接地网：使用截面不小于100mm2的与主接地网相连的铜排（缆）将分散布置的保护继电器小室与继电器室、通讯室的等电位接地网可靠连接。

4、在主控室、继电器室、敷设二次电缆的沟道、配电装置的就地端子箱保护用结合滤波器等处，使用截面不小于100mm2的裸铜排（缆）敷设与主接地网连接的等电位接地网。

（二）、二次回路抗干扰策略

1、直流及控制回路：控制回路及直流配电回路采用辐射状敷设，避免构成环路，当由备用环路供电时要有运行中可断开工作回路的开环点。

2、互感器二次侧电缆敷设：互感器每组二次绕组的相线和中性线必须放置于同一根电缆中，电压互感器开口三角绕组的电压线和地线必须放置于同一根电缆中，并且不能共用中性线。

3、互感器二次侧接地：互感器每组二次绕组只能一点接地。电流互感器二次绕组一般在就地开关柜（汇控柜）接地，当几组电流互感器二次绕组之间有电路联系时，接地点应在控制室（集控室或电子间）。全厂的电压互感器二次绕组及开口三角绕组的接地点应在控制室（集控室或电子间）。

4、电缆沟道（桥架）内应设有纵向敷设的接地带并多点接地，控制室接地网与开关站接地网之间应设有多路连接的连接线。

5、电缆沟道（桥架）尽量远离与之平行的高压母线，高压开关站侧电缆屏蔽层接地点要远离大接地短路电流的接地点、高频暂态电流的入地点等，如避雷器、避雷针、主变压器中性点、电容式电压互感器等的接地点。

6、不同电平（电压）的二次线不得共用同一根电缆。

7、限制电子元器件上的电压：B相接地电压互感器中性点装设击穿保险、用电容或反向二极管并接在继电器线圈上、电子装置电源进线处装设保护器等。

8、应注意微机保护屏内交流电源的中性线不得接入等电位接地网。

四、总结

发电厂二次系统是电气系统的神经中枢，采用微机保护与自动装置的好处不言而喻，但电子器件损坏、误动、拒动引起的电气事故特别是恶性事故，将会造成巨大损失，这对发电厂的设计、施工、运行维护都提出了更高的要求。同时，接地与抗干扰是密不可分的，为此本文分析了几个防止发生电子器件损坏、误动、拒动的策略。

参考文献

[1]《国家电网公司发电厂重大反事故措施》.

[2]《防雷与接地技术概论》.刘刚,邓春林,2011.06.

[3]《电气运行与检修1000问》耿旭明,赵泽民,2004.07.

[4]《交流电气装置的接地设计规范》.GB/T50065-2011.