發電廠繼電保護設備二次回路干擾分析及處理措施

王治國

摘 要：該文介紹了一種輕便的輸電線路異物清除裝置，通過2.4G無線遙控器來控制該裝置在輸電導線上行走并能攜帶機械剪除異物裝置，通過遙控控制機械剪除裝置剪除異物，也可以攜帶電加熱裝置，通過遙控控制給電阻絲通電發熱的方式熔斷纏繞在導線的異物。

關鍵詞：二次回路 抗干擾 具體措施

中圖分類號：TE357.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0117-02

1 前言

隨著繼電保護自動裝置微機化、電子化的發展，提高發電廠電氣設備的二次回路抗干擾能力是解決電力系統故障，減少危及安全運行異常現象的重要技術措施之一，必須引起發電廠技術管理人員的充分重視，積極制定相應的具體改造與完善措施。二次回路的干擾多種多樣，傳播途徑也各有不同，根據總結分析，主要有以下3種情況。

（1）傳導。通過導電介質把一個電網絡上的信號耦合到另外一個電網絡，就是人們所說的傳導干擾，這在發電廠二次回路中十分常見。

（2）輻射。所謂輻射干擾，就是指干擾源通過空間把其信號耦合到另外一個電網絡。

（3）感應與耦合。不同的導體或回路產生相對運動時，會產生干擾，這就是干擾的感應。而感應形成的干擾，按機理的不同，可以分為兩種：電場耦合干擾和磁場耦合干擾。

2 發電廠干擾源

發電廠電氣設備導線按照一次電纜，二次電纜分層布置，通常都會一排排的捆扎。這樣做確實有不可替代的好處，可以使電纜整齊美觀、便于固定以及維修檢查，但是也有無法避免的問題。電纜進行這種線圈式捆綁，會使得設備電纜的導線之間存在不同程度的耦合感應作用，產生干擾。一次導線因為電壓等級高，電流大，會產生更大的干擾。這種干擾嚴重的時候會導致設備性能降級甚至是設備功能故障，無法正常工作。電纜中導線之間耦合而產生干擾，是電氣工程中最常見的干擾模式之一。

當發電廠的接地部件或避雷器遭受雷擊時，雷電波在釋放過程中折射、反射，在電氣設備中傳導，發生二次放電，很容易導致繼電保護裝置誤動作甚至燒壞靈敏設備。發電廠高壓斷路器合分閘操作時，在斷路器的兩個觸點間就會產生電弧閃絡，形成高頻阻尼振蕩波，出現高頻電流，特別是在空載線路合分閘過程中，因為電容效應，電弧很容易發生重燃。高頻電流通過接地電容流入地網，將引起地電位的波動。高頻電流通過一次母線時，將在母線周圍感應很強的電場和磁場，從而對附近二次回路和保護設備產生高頻干擾，發電廠內發生單相多相接地故障時，在發電廠地網中和大地中流過不同程度接地故障電流，使得地網電位升高，不同地點產生電位差，該電位的幅值決定于地網接地電阻及入地電流的大小，按我國有關規程規定其最大值可達每千安故障電壓10 V。

發電廠電壓較高的長電纜跳閘回路，電纜芯線間分布電容較大，隨著線路容抗增大到一定值后，便有可能使得加于繼電器線圈上的電壓高于該繼電器線圈的釋放電壓，從而引起線圈動作，保護誤出口。當斷開直流接觸器或者繼電器的線圈時，因為電感線圈的能量難以釋放會產生寬頻譜的干擾波，其干擾頻率甚至可達到50 MHz。對同一電源系統相近的其他回路產生嚴重的電磁干擾。

如今手機和對講機等移動通信經常會出現工具保護裝置周圍，高能輻射設備發出交變的電磁場信號，耦合到附近的保護設備的回路中，感應出高頻電壓，形成一個干擾源，導致繼電保護裝置不正確動作。

3 二次回路抗干擾具體措施

3.1 接地網抗干擾措施

發電廠多采用聯合接地系統，設置環形水平接地帶，形成均壓帶，構建等電位網。對于腐蝕較嚴重的地方采用銅質材料接地網。發電廠主廠房內電纜室內沿柜屏布置的方向敷設首末端連接的截面不小于100 mm2的銅排或銅絞線，形成保護室內的環形二次屏蔽接地網。保護室內的二次屏蔽接地網經4根截面不小于50 mm2 的銅排或銅絞線在控制室電纜夾層處一點與發電廠主接地網引下線可靠連接。室外升壓站沿二次電纜溝道敷設截面不小于100 mm2的銅排或銅絞線，形成室外二次接地網。并與保護室電纜層接地網單點連接。通過以上方式的布置使發電廠內各處電壓盡可能平衡，盡量使各接地點等電位，減少對保護動作行為的影響。

3.2 二次電纜抗干擾措施

發電廠內的二次電纜一般采用KVVP型電纜，即銅芯聚氯乙烯絕緣護套編織屏蔽控制電纜，帶有細銅絲編織成網狀的屏蔽線。控制電纜一端接地及兩端接地各有優缺點，屏蔽層一端接地時，屏蔽層電壓為零，對電容性耦合干擾有較大的抑制作用，可顯著降低靜電感應電壓。兩端接地時，由于電磁感應可抑制互感耦合的干擾。屏蔽層產生感應縱向電壓，產生與主干擾場相反的二次場，抵消了主干擾場作用。可將感應電壓降到不接地時感應電壓的1%以下。發電廠內的保護控制電纜為集中并列敷設，導線之間的信號干擾為主要干擾源，采用帶屏蔽層控制電纜，選用兩端同時接地方式是國際通用的一種二次回路抗電磁干擾方式。

3.3 二次防雷措施

（1）在配電變壓器的高低壓側均應在靠近變壓器處裝氧化鋅避雷器進行保護，并且高低壓側避雷器與變壓器二次側中性線三點聯合接地。

（2）在微機保護和綜合自動化裝置采取防止高、地電位反擊的隔離措施如光電隔離、變壓器隔離，并加裝浪涌電壓吸收裝置。

（3）建筑物金屬門窗，燈具等常可能因雷電二次效應危害保護裝置，就近多點接地。

3.4 微機保護裝置、自動裝置采取的抗干擾措施

微機保護裝置和自動裝置的抗干擾措施主要有以下幾點。

（1）微機保護裝置的機柜機箱必須可靠接地，微機保護屏要與接地銅排相連接。

（2）在所有電壓、電流、直流逆變電源等信號輸入端加裝無源濾波器，削弱竄入的干擾信號。信號隔離變壓器一、二次繞組間必須有良好的屏蔽層，確保屏蔽層可靠接地。

（3）微機保護裝置強弱電開關量的輸入和輸出接點（跳閘出口和監視信號等）都應采用光電隔離。另外，CPU插件、微機保護裝置的電源等方面也要采用相應的措施。例如：CPU插件的總線不能外引，背板走線要采用抗干擾設計，微機保護裝置的電源要加濾波措施，引入保護裝置的逆變電流的直流電源必須經過抗干擾處理。

3.5 按規程及反措要求抗干擾措施

根據二十五項反措要求：規范控制電纜的鋪設，發電廠設計時考慮好電纜溝的走向，一二次電纜分層布置，盡量避免與電力電纜距離過近。避開高壓母線高頻電流的入地點，加大干擾源與二次電纜的距離，減小耦合電容。強弱電信號，交直流回路不得共用一根電纜，交流電壓交流電流不合用一根電纜，電纜備用芯不能作為接地線使用。CT二次回路必須有且只能有一點接地；PT二次回路只允許有一點接地，保護的開出直跳回路采用強電大功率中間繼電器。

4 結語

近年來隨著繼電保護裝置的微機化、電子化的發展，越來越多的繼電保護故障，主要由二次回路存在干擾問題、設計缺陷、施工過程中的失誤造成保護裝置拒動或誤動，該文對發電廠二次回路干擾問題進行了分析、總結，并提出有關的防范措施，供繼電保護專業人員參考。

參考文獻

[1] 鄭迪宇，吳克鵬.發電廠微機保護及遠動裝置電磁干擾分析及對[J].福建電力科技，2007（5）：33-34.

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