電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施

吳昊天

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司

電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施

吳昊天

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司

微機(jī)保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行重要部分，它的工作可靠性如何，直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，而干擾的產(chǎn)生是影響微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠的重要因素。因此，需要制定出可靠的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施，延長(zhǎng)這些保護(hù)裝置的使用壽命。本文對(duì)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出相應(yīng)措施。

電力系統(tǒng)；微機(jī)保護(hù)裝置；抗干擾措施

結(jié)合現(xiàn)階段電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的實(shí)際應(yīng)用概況，可知在這些裝置工作的過(guò)程中存在著電磁干擾，影響著微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)際作用的充分發(fā)揮。與此同時(shí)，當(dāng)各種干擾因素進(jìn)入電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部后，將會(huì)降低其中的電流與電壓采集數(shù)據(jù)的精度，可能會(huì)損壞某些重要的電了元件，造成維護(hù)保護(hù)裝置保護(hù)機(jī)制的失效。因此，提出了微機(jī)保護(hù)抗干擾應(yīng)采取的措施，以將各種干擾對(duì)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的影響降低到最小，確保系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行。

1 、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)概述

電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的原理是從電壓互感器(PT)和電流互感器＜CT)引出二次電壓和電流，經(jīng)變換器變?yōu)檫m合于保護(hù)所用的電壓、電流再經(jīng)輸入濾波器去除自流分量、低次及高次諧波和各種干擾后進(jìn)入多路器，將輸入的各個(gè)電氣分量按時(shí)間分開，送到模數(shù)(＜A/D)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字量，微機(jī)處理器即可對(duì)輸入的數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算處理并根據(jù)算法判別故障，給出動(dòng)作信號(hào)。

微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的本質(zhì)區(qū)別在于信息的采集、邏輯分析、判斷環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)繼電保護(hù)是靠模擬電路(或繼電器)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種電量的邏輯組合與延時(shí)，而微機(jī)繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行運(yùn)算(包括邏輯運(yùn)算)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能的。

2 、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置干擾的影響

(1)內(nèi)部干擾。內(nèi)部干擾主要由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、元件布局和生產(chǎn)工藝等因素所決定，主要有以下幾種：①多點(diǎn)接地造成的電位差干擾。②雜散電感或電容耦合引起的信號(hào)感應(yīng)。③寄生振蕩和尖峰信號(hào)引起的干擾。④長(zhǎng)線傳輸造成的電磁波反射。

(2)外部干擾。常見的外部干擾源包括：①運(yùn)行中的電力設(shè)備。運(yùn)行中的電力設(shè)備能在周圍產(chǎn)生工頻電磁場(chǎng)，會(huì)干擾微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的工作，特別在發(fā)生故障時(shí)，故障電流產(chǎn)生的工頻干擾尤為強(qiáng)烈。②雷電。雷電是頻繁且強(qiáng)烈的電磁干擾源，雷電放電電流在周圍空間可生成輻射電磁場(chǎng)，使地面上的金屬導(dǎo)體感應(yīng)出很高的電壓。微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的信號(hào)線、電源線上都可能由于感應(yīng)雷的作用而產(chǎn)生高壓浪涌脈沖，它會(huì)破壞一次設(shè)備的絕緣，也可能造成二次設(shè)備的不正確動(dòng)作，使得系統(tǒng)不能正常工作。③隔離開關(guān)和斷路器操作。隔離開關(guān)和斷路器的開斷操作必然會(huì)引起觸頭間一系列電弧的熄燃過(guò)程，并在母線上引起各種高頻的電流和電壓脈沖。這些脈沖會(huì)對(duì)微機(jī)保護(hù)的二次回路造成長(zhǎng)時(shí)間的干擾，影響系統(tǒng)的正常工作。④無(wú)線電波。主要來(lái)自于變電站內(nèi)工作人員用的無(wú)線電通信工具，如步話機(jī)、對(duì)講機(jī)等，由于其發(fā)射功率較大(1-lOW)、發(fā)射頻率較高100-500Hz)，會(huì)對(duì)與之相距較近的弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。⑤靜電放電。靜電放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生短暫的放電電流和相應(yīng)的強(qiáng)電磁場(chǎng)，進(jìn)而可能引發(fā)電路中的元器件故障甚至損壞。

3 、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施

3.1 采取可靠的電源濾波技術(shù)措施

供電系統(tǒng)能否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)系著微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)際作用的充分發(fā)揮。因此，為了減少相關(guān)干擾因素的影響，需要技術(shù)人員采取可靠的電源濾波技術(shù)，完善電力系統(tǒng)的服務(wù)功能。像常見的尖峰脈沖、過(guò)壓與欠壓、浪涌等現(xiàn)象，都屬于影響微機(jī)保護(hù)裝置正常使用的電源干擾因素。具體表現(xiàn)：

1)選擇可靠的電源穩(wěn)壓器及低通濾波器，防止過(guò)壓與欠壓、浪涌、瞬變脈沖等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2)優(yōu)化保護(hù)裝置電源部分的抗干擾設(shè)計(jì)。結(jié)合電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理，合理地設(shè)置濾波電路，加強(qiáng)電源部分的抗干擾設(shè)計(jì)，有利于增強(qiáng)供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3)合理地設(shè)置電源抗干擾設(shè)備，將交流變壓器、低碳濾波器、隔離變壓器等按照科學(xué)的方式進(jìn)行設(shè)置，增強(qiáng)電源抗干擾設(shè)備的實(shí)際作用效果。

3.2 靈活運(yùn)用適用性強(qiáng)的屏蔽技術(shù)措施

1)靜電屏蔽。結(jié)合靜電場(chǎng)屏蔽的具體要求，合理地運(yùn)用靜電屏蔽的方法，消除電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置中的容性耦合干擾，為保護(hù)裝置的正常使用提供可靠的保障。

2)磁場(chǎng)屏蔽。為了達(dá)到低頻磁場(chǎng)屏蔽的具體要求，可以利用多層磁屏蔽的方式，消除微機(jī)保護(hù)裝置中的某些干擾因素，促使這些保護(hù)裝置能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定、高效的工作狀態(tài)。

3)性能可靠的電磁屏蔽。電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置使用中電磁耦合問(wèn)題的產(chǎn)生將會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁干擾。因此，為了不影響微機(jī)保護(hù)裝置的正常使用，可以結(jié)合電磁屏蔽的優(yōu)勢(shì)，對(duì)進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部的電磁波進(jìn)行有效的抑制，進(jìn)而將功率損耗控制在合理的范圍內(nèi)，減少微機(jī)保護(hù)裝置使用過(guò)程中電磁場(chǎng)屏蔽的影響。

3.3 加強(qiáng)隔離技術(shù)措施的合理運(yùn)用

1)當(dāng)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置受到共模干擾時(shí)，結(jié)合光電耦合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能特性，可以對(duì)保護(hù)裝置正常使用中的光電信號(hào)進(jìn)行必要轉(zhuǎn)化，并借助光隔離器的實(shí)際作用，增強(qiáng)了相關(guān)設(shè)備在處理共模干擾中的抑制效果。

2)可靠的隔離變壓器。針對(duì)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置中交流電路的隔開接地回路工作過(guò)程，合理地使用隔離變壓器，有利于加強(qiáng)對(duì)共模電壓的實(shí)際控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)共模干擾的完全抑制。

4 、有效的軟件抗干擾措施

1)功能完善的軟件監(jiān)視系統(tǒng)。當(dāng)微機(jī)保護(hù)裝置處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，可以充分地發(fā)揮軟件監(jiān)視系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，利用其在定時(shí)器中斷的作用，為微機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行進(jìn)行有效的保護(hù)。

2)空指令。這種指令的合理運(yùn)用，可以加強(qiáng)對(duì)各種程序流向的必要控制，對(duì)程序運(yùn)行中的指令冗余進(jìn)行針對(duì)性的處理，有效地提高了程序的運(yùn)行效率。

3)數(shù)字濾波。在數(shù)字濾波的支持下，有利于減少數(shù)據(jù)的采集誤差，逐漸地降低干擾源在微機(jī)系統(tǒng)中有用信號(hào)的比重，進(jìn)而減少相關(guān)的干擾因素。

結(jié)束語(yǔ)：

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)具有的優(yōu)越性能使其在電力系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。不過(guò)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要面對(duì)各種干擾的侵襲，因此必須采用相應(yīng)的措施來(lái)降低干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。處理好抗干擾問(wèn)題將是微機(jī)保護(hù)正常工作的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行也是重要的保障。

[1]岳利文.電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016，(19)：95-97.

[2]張盛旺，林風(fēng).電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾措施[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2005，(02)：93-96.