試論電力系統(tǒng)繼電保護干擾原因及其防護方法

摘要：隨著我國經濟和社會的不斷發(fā)展，我國的電力工業(yè)也取得了長遠的發(fā)展和進步。隨著我國電力的發(fā)展，對電力系統(tǒng)的技術要求也越來越嚴格。通過例舉繼電保護的結構和要求，提出在電力系統(tǒng)中加強電力保護的作用，繼而提出我國電力系統(tǒng)繼電保護中常見的干擾原因，并針對這些干擾原因提出相關的防護方法和措施，從而更好地保證電力系統(tǒng)的正常運行。

關鍵詞：繼電保護；干擾；電力系統(tǒng)；防護

作者簡介：王晨艷（1979-），女，江蘇蘇州人，江蘇省電力公司檢修分公司蘇州檢修分部，助理工程師。（江蘇 蘇州 215131）

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0243-02

繼電保護作為電力系統(tǒng)的二次系統(tǒng)，在其中占有非常重要的位置。通過電力系統(tǒng)的繼電保護能夠保證電力系統(tǒng)的正常運行。近幾年來，隨著我國電力的改革和發(fā)展，我國電力系統(tǒng)的繼電保護裝置已經由原來的傳統(tǒng)的保護發(fā)展到在電力系統(tǒng)中大量使用集成電路，從而加強電力系統(tǒng)的保護。對此，加強電力系統(tǒng)繼電保護對保障我國電網(wǎng)的正常、高效運行有著重要的作用。

一、電力系統(tǒng)繼電保護結構與要求

在實際的繼電保護裝置中，通常由三個部分構成：測量、邏輯與執(zhí)行。其關系由圖1表示：

在整個繼電保護過程中，在輸入相關的信號之后通過傳感器，在給定的值測定，如果當外界的值超過設定的值，那么測量部分就會通過系統(tǒng)傳遞給邏輯部分，通過邏輯部分的邏輯分析確定采用哪種方案進行解決，最后將信息傳遞給執(zhí)行部分，通過執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行相關指令，以此達到保護電力系統(tǒng)裝置的目的。

而繼電保護通常具備以下幾點要求：

1.選擇性要求

即是指在繼電保護裝置中，在進行保護的時候只針對發(fā)生故障的元件，將其從系統(tǒng)中剔除，以此保障整個系統(tǒng)的安全運行。

2.速動性的要求

是指在在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置能在第一時間切除故障源頭，從而保障系統(tǒng)正常運行。

3.靈敏性的要求

是指繼電保護裝置對在其范圍內或者是在不正常的狀態(tài)下能作出比較靈敏的反應。

4.可靠性的要求

是指對繼電保護裝置自身的質量要求高。通過高質量的繼電保護裝置能夠保證系統(tǒng)的正常和安全運行。

二、電力系統(tǒng)繼電保護的作用

隨著我國電力設施的投入，加強對電力設施的保護已經成為我國電力系統(tǒng)的重點，而造成我國電力設施的損壞包括很多原因，所以加強繼電保護對于維護我國國民經濟的正常運行、保障居民的正常生活有著很重要的作用。而隨著我國繼電保護在智能保護方面的大力應用，保證系統(tǒng)在遭受干擾的時候能夠快速對系統(tǒng)作出反應，以保障電力的正常運行、減少居民的停電范圍具有重要的作用。

三、電力系統(tǒng)繼電保護干擾的原因

造成繼電保護的干擾原因很多，總結起來主要有以下幾個方面：

1.天氣干擾

在整個電網(wǎng)運行系統(tǒng)中，由于我國的變電站在地理等方面的特殊環(huán)境，導致變電站很容易遭受雷擊等自然災害的影響。而變電站的接地線往往具有高阻抗等特性，這樣在發(fā)生雷雨天氣的時候，一旦遭到雷擊，其產生的電流就會非常高頻，從而進一步導致變電站的暫態(tài)的電位出現(xiàn)異常升高，這樣就很容易造成繼電保護裝置產生不當操作，從而影響對整個電路回路的控制，同時造成保護設施設備的相關破壞。

2.高頻干擾

在整個電網(wǎng)的運行中，隔離開關操作緩慢，容易造成電弧閃絡的現(xiàn)象。如果在這其中進行電壓操作，很容易導致高頻電流的產生，而一旦產生高頻電流，在電流通過母線的時候就會由于高電流產生很強的磁場與電場，這樣就會對正在工作中的繼電保護產生很大的干擾和影響，而一旦這種干擾的水平超過裝置自身設定的水平，繼電保護就不能在正常的情況下工作，從而導致整個保護裝置在正常情況下出現(xiàn)相應的出口邏輯，這樣就導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至破壞系統(tǒng)。

3.直流電源干擾

在電網(wǎng)運行中，一旦在其中產生接地的故障，就會導致變電站中的電流經過變電站接地措施直接流向接地故障中去，同時由于接地地網(wǎng)中的電阻為高抗阻，使得變電站中的地網(wǎng)電位遠遠高于大地的電位，而電位的值又決定著地網(wǎng)接地的電阻和電流在入地中的大小，按照測算，其產生的電位值可達故障電10kV/1000A。在直流的回路上發(fā)生的故障或者是由于其他的原因導致的電流中斷的主要干擾來自于直流電及其恢復，而由于抗干擾的電容以及其分布受不同位置的影響，這樣就導致直流電在回復過程中的時間不一定，有可能很長，也有可能很短。而一旦在這個過程中，由于直流電源恢復造成的不穩(wěn)定，就使得電子設備的反應裝置發(fā)生畸變，同時造成繼電保護中的暫態(tài)電位變差，使得電纜層與屏蔽層在這個時候出現(xiàn)工頻電流，使回路受到干擾，甚至燒壞屏蔽層，從而影響整個系統(tǒng)的保護。

4.輻射干擾

輻射干擾已經成為現(xiàn)階段干擾的重要來源。由于我國計算機的普及以及通訊市場的大力發(fā)展，我國移動設備的輻射也變得越來越嚴重。而當前我國電力系統(tǒng)的周邊會聚集大量的移動設備，這就導致電網(wǎng)的周邊會產生巨大的磁場和輻射，通過繼電保護信號的接收有可能接收到虛假信號，這樣就導致繼電保護產生錯誤的動作，從而對整個電網(wǎng)的運行帶來很大的麻煩。

5.靜電放電干擾

電網(wǎng)設備離不開工作人員的檢修，而由于天氣的原因，工作人員很容易產生靜電，在進行操作的時候，將這些靜電通過操作帶到保護裝置中，這樣很容易造成裝置的損壞，同時由于靜電的原因產生輻射，導致裝置的邏輯混亂，從而給電力系統(tǒng)帶來不必要的麻煩。

四、電力系統(tǒng)繼電保護防護方法

1.降低接地電阻

為改變由于變化產生的暫態(tài)的電位差，就需要在實際的電力系統(tǒng)工作中盡可能降低一次設備的電阻，如經常使用到的避雷器、電流和電壓互感器等設備。將這些組成一個低電阻的接地網(wǎng)可以有效降低電流，同時降低二次回路及其設備對裝置的干擾。

2.接地措施

接地措施的主要目的是降低電位差。因為在系統(tǒng)中不能保證在接地網(wǎng)絡中做到全部都屬于等電位，因為在不同的位置會產生不同的電位差，同時電位差的大小與接地網(wǎng)中流入的電流成正比例關系。而產生高電位差主要是產生在高頻同軸的電纜中。在實際的案例中，產生高電壓主要來自隔離開關和啟?？漳妇€的一端。要解決這個問題，其主要采取兩方面的措施：首先是在開關場一端，采用濾波器進行二次接地；其次是在控制室內對高頻電纜的屏蔽層采取保護屏接地銅排，通過這兩種方式和措施能夠有效防范高電位對裝置干擾。

3.構造等電位面

在某些系統(tǒng)中會較多地采用裝置保護系統(tǒng)。這樣就需要解決在如此高集中的保護裝置中如何保護可能由于不同電位帶來的裝置受損。這就需要構建保護裝置的等電位，使得電位的不同變化不會造成對保護裝置的干擾。其具體采用的方式是首先將各保護屏中的銅排進行首尾之間的連接，二是將電纜層做成一個框架。這個框架由裸銅線或者是銅排進行連接，使得各個保護屏與這個框架相連。

4.采用UPS電源系統(tǒng)措施

UPS主要是以逆變器為主組成的恒壓恒頻系統(tǒng)。由于在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的直流電回流形成的高電壓導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，這樣很容易造成裝置受損。UPS系統(tǒng)正是結合這個原因，采用給裝置供電的方法，能夠有效預防由于斷電、脈沖干擾、電壓波動、電壓低落等原因帶來的影響，從而更好地保護裝置。

5.采用智能監(jiān)測，提高人機交互的可靠性

隨著計算機的普及與智能系統(tǒng)的運用，使得對電網(wǎng)的監(jiān)控變得越來越簡單化和系統(tǒng)化。在采用智能監(jiān)測的同時，提高人機交互的可靠性，通過智能監(jiān)測對電力系統(tǒng)裝置中的零件溫度、震動等安全系數(shù)的合理監(jiān)測，從而提高整個系統(tǒng)運行的監(jiān)測功能。

6.引進新技術

隨著我國與國際社會的接軌，我國與國外相關電力技術的差距也越來越小。但是在高技術的細節(jié)領域與國外還有一定的距離，比如信號處理、傳感器等方面。根據(jù)繼電保護自身的特點，通過引進國外先進的技術提高我國繼電保護的水平，以此保證我國電網(wǎng)的安全性和準確性。同時加強多學科在電網(wǎng)中的運用，如神經網(wǎng)絡、模糊規(guī)則等，通過這些新技術加強對繼電保護故障的檢測和判斷，從而更加快速地處理電力故障，具有重要的作用。

7.完善制度建設，加強安全意識

從現(xiàn)行的繼電保護來看，仍然存在著很多的問題。通過建立完善的安全操作制度才能保證電網(wǎng)的正常運行。采用對繼電保護工作設立相關的日志、日記進行記錄，同時制定考核制度，以此規(guī)范相關安全操作，堅決杜絕在不進行任何處理的情況下進入現(xiàn)場，從而給整個電網(wǎng)系統(tǒng)帶來可能的危害。同時制定相應的獎懲措施，提高員工的積極性和責任意識。

五、結束語

加強和提高繼電保護裝置的安全性保護，通過對可能給繼電保護帶來干擾的原因進行不同的和實際的分析，同時針對這些干擾制定出不同的防范措施，對于加強國家電網(wǎng)的安全運行、提高居民的用電有著重要的實踐意義，也能更好地促進我國電力工業(yè)的發(fā)展。

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（責任編輯：王祝萍）