0 前言
變電站隔離開關動作時,電磁暫態干擾沿一次線路傳導耦合和空間輻射耦合到電流互感器(CT)二次側,對二次側所連設備,尤其是對電磁信號極為敏感的微電子設備,造成很強干擾,引起信號波動、保護誤動甚至設備損壞等現象。國內外對隔離開關動作時其二次設備所受的干擾有過研究,但未具體總結干擾信號特征。本文介紹在某座500 kV變電站隔離開關動作時,CT二次側出口處干擾信號的測試結果,并進行了時域特征和頻域特征分析,得到干擾信號詳細特征。
1 測試過程
對被測變電站(500kV主接線如圖1)在春季檢修時進行了HLI停電和HIA送電操作。以高采樣頻率(100MHz)的數字存儲示波器TDS744A、TDS684B記錄波形。為配合測試,HLI停電時按以下順序操作:分5032,分5033,分50322,分50331,分、合、分50332,分、合、分50321;HL4送電:合50121,合50112,合、分、合50111,合、分、合50122,合5011,合5012。記錄HLl停電時HLl、HL3 CT二次側在保護室出口處的干擾信號:單次脈沖,即刀閘動作初期示波器觸發后記錄的第一個脈沖;以及整個合閘或分閘過程中的干擾信號。
2 單次脈沖測試結果及分析
當采樣頻率足夠大時,單次脈沖包含的信號頻域特征可以通過傅立葉變換得到。用Maflab軟件對干擾信號進行了頻域分析。圖2、圖3是分、合50332時HLl,HL3 CT二次側單次脈沖的時域及頻譜特征圖。
對比分、合刀閘時所測CT的干擾信號:由時域波形可看出單次脈沖均為振蕩衰減:刀閘切合空母和空短線時,干擾的主要頻率分量都在2MHz以下,頻譜圖上大于2MHz的分量為所取時域信號的信噪比太小所致;分合同一個隔離開關時,各個通道的干擾信號在頻譜特征上差別不大。頻帶相同,頻率分量相近,其接近程度由采用信號的信噪比決定。在一次隔離開關動作過程中,直接相連(同一串或同一串更靠近動作隔離開關、且有直接電氣連接)的CT干擾信號與其他部分的CT。干擾信號中有相同主要頻率分量。HLl停電時,在分合刀閘50332時主頻段為0.06MI-Iz,0.18MI-Iz,0.35MI-Iz,0.45MHz,在分合刀閘50321時主頻段為0.15MHz, 1.0MHz, 1.2MHz。HIA送電時,在分合刀閘50122時主頻段為0.18MHz,0.28MHz,0.40MHz,0.50MHz。
3 整個操作過程(多次脈沖)測試結果及分析
整個操作過程的測試結果給出了干擾波形的時域全局特征:脈沖個數,脈沖間隔,干擾電流峰值等。
表1、表2是HLl停電操作時HI3 CT二次側電流的統計數據,表中的平均值和標準方差計算式為
綜合各個干擾波形的統計數據可知:切長線時出現的干擾脈沖個數比切短線時少.如HLl停電時,分刀閘50331時就比分50332時少,見表1;最大脈沖個數接近500,最少近100;干擾信號脈沖間隔時間分布廣,為0.5ms~