電力繼電保護(hù)抗干擾措施研究

孫正

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，繼電器是繼電保護(hù)裝置中運(yùn)用最為廣泛的元器件，如果繼電保護(hù)裝置時(shí)效，則會(huì)給電力系統(tǒng)帶來非常大的損失。文章著重從繼電保護(hù)在運(yùn)行過程中所受到的干擾來源，干擾的傳播和危害性，提出的加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置防干擾的幾種方式。

關(guān)鍵詞：電力繼電保護(hù);抗干擾;措施

引言

電力企業(yè)負(fù)責(zé)我國人們生活與生產(chǎn)中的電力供應(yīng)，對(duì)于人們生活與生產(chǎn)具有重要的作用。但是，在電力供應(yīng)過程中，常常會(huì)因?yàn)橐恍┤藶樵蚧蛘攮h(huán)境、設(shè)備等原因，造成電力系統(tǒng)供電的可靠性降低，影響人們生活與生產(chǎn)的正常用電。所以電力工作人員設(shè)計(jì)安裝了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，以系統(tǒng)的保護(hù)作用提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。本文主要探討繼電保護(hù)系統(tǒng)中防護(hù)裝置的重要性。

1電力繼電保護(hù)裝置干擾影響

電力繼電保護(hù)裝置作為維持電力系統(tǒng)供電安全的重要設(shè)備，如果其受到內(nèi)外部因素的干擾，將會(huì)對(duì)其自身的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響，出現(xiàn)誤動(dòng)甚至拒動(dòng)等情況，這樣在電力系統(tǒng)供電異常時(shí)就無法正確動(dòng)作，停斷電范圍將會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)生更大損失。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的建設(shè)中有越來越多的微電子設(shè)備被應(yīng)用其中，尤其是微機(jī)保護(hù)應(yīng)用廣泛，具有保護(hù)動(dòng)作快速、靈敏可靠以及自動(dòng)記錄故障點(diǎn)等優(yōu)勢。但是對(duì)于大部分的繼電保護(hù)裝置來講所處運(yùn)行環(huán)境比較差，再加上抗干擾措施不到位，就會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行造成不利影響。以微機(jī)保護(hù)裝置為例，如果受到其他因素干擾，將會(huì)影響到模擬電路與數(shù)字部件，包括開關(guān)電路誤反轉(zhuǎn)，在閉鎖措施未完善的情況下，就會(huì)出現(xiàn)誤操作;而數(shù)字電路受到干擾將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)或地址傳送錯(cuò)誤，造成危及運(yùn)行故障以及功能障礙，進(jìn)而無法為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供保障。

2電力系統(tǒng)中干擾的來源

2.1接地故障干擾

在變電站內(nèi)會(huì)出現(xiàn)很多的問題，其中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是電流多向或者單向接地。因?yàn)橐坏┊a(chǎn)生故障之后，這些電流就會(huì)具備獨(dú)特的性質(zhì)，從而從變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)入地網(wǎng)，然后再經(jīng)過架空的地線以及陸地流入故障點(diǎn)。因此，變電站的地網(wǎng)就會(huì)儲(chǔ)存大量的電荷，從而造成了極強(qiáng)的電位差，對(duì)電力繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生破壞。

2.2電感耦合故障

一般情況下，當(dāng)我們對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行操作的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一種電感耦合的狀況，這樣會(huì)導(dǎo)致高頻電流的產(chǎn)生。如果說這些高頻電流輸送到高壓母線的話，那么就會(huì)在高壓母線的周圍產(chǎn)生一個(gè)巨大的電磁磁場，而磁場有可能再對(duì)電纜進(jìn)行作用，從而對(duì)二次回路產(chǎn)生的電壓造成影響，然后流向保護(hù)裝置的二次設(shè)備端處。而高壓母線上存在的高頻電流則通過接地的電容流入地網(wǎng)之中，這在一定程度上造成了電網(wǎng)中不同點(diǎn)的不同電流差。最后導(dǎo)致的結(jié)果總的來說就是二次電纜的屏蔽層失去了作用，對(duì)電流的二次回流造成了影響。

2.3斷路器操作故障

斷路器操作出現(xiàn)故障，就是在電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中的電感線圈被切斷之后會(huì)對(duì)直流控制的回路產(chǎn)生電磁頻率為50MHZ的干擾電波。而且在運(yùn)用一些例如計(jì)算機(jī)或者手機(jī)等現(xiàn)代化通訊設(shè)備的時(shí)候，同樣會(huì)產(chǎn)生不同頻率的干擾電磁波，這也是會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定造成影響。

2.4雷電干擾故障

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中，雷電是最為主要的感染源，尤其是在雷電高發(fā)期與雨季，更容易對(duì)變電站產(chǎn)生危害。一旦戶外的電線構(gòu)架或者是線路遭受到雷擊的時(shí)候，大量的雷擊電流會(huì)涌入到地網(wǎng)中，加上地網(wǎng)中原生電阻的存在，會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)電流的產(chǎn)生。這種暫態(tài)電流，主要是在二次電纜屏蔽層的不同接點(diǎn)接地產(chǎn)生的暫態(tài)電流。產(chǎn)生的暫態(tài)電流會(huì)繞過屏蔽層，在二次電纜中產(chǎn)生了不必要的干擾電流。另外，這些干擾電流還會(huì)通過相關(guān)設(shè)備再次流入到二次回路。

3電力繼電保護(hù)抗干擾措施

3.1提高裝置自身抗干擾能力

為排除外部因素對(duì)電力繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的干擾，首先要做的就是要對(duì)功能不完善的裝置進(jìn)行更換，確保所用繼電保護(hù)裝置本身就具有較高的抗干擾能力，以此來保證裝置能夠最大程度上適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境，維持穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障。可以就電網(wǎng)建設(shè)實(shí)際需求，向繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家提出針對(duì)性要求，在原有基礎(chǔ)上做出技術(shù)改造，增加繼電保護(hù)裝置的抗電磁干擾功能，并對(duì)變電站改換高抗干擾功能的繼電保護(hù)裝置。在實(shí)際建設(shè)中，對(duì)于抗干擾能力不達(dá)標(biāo)的設(shè)備不得引入系統(tǒng)，例如保護(hù)裝置本體所有隔離變壓器的一二次線圈屏蔽層必須要功能完好;光耦開入動(dòng)作電壓需要控制在額定直流電壓的55～70%范圍以內(nèi)。另外，可以配套應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)隔離，以此來進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置的抗干擾功能。

3.2做好現(xiàn)場保護(hù)設(shè)計(jì)和安裝工作

加強(qiáng)變電站二次等電位接地網(wǎng)的建設(shè)，根據(jù)變電站現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備情況，安裝與變電站主地網(wǎng)緊密連接的二次等電位網(wǎng)，電纜及保護(hù)裝置屏蔽層應(yīng)可靠連接到等電位接地網(wǎng)的銅排上。必須切實(shí)做好保護(hù)屏接地工作，只有經(jīng)過科學(xué)的檢測屏蔽能力合格箱體才能夠投入到建設(shè)中，并實(shí)現(xiàn)可靠屏體的接地;其次，要定時(shí)清楚保護(hù)屏底部的鐵銹和油漆，才能夠有效完成保護(hù)屏底部槽鋼的連接。在電纜施工過程中，注意高低壓電纜應(yīng)該分電纜溝施放，徹底排除高壓電纜對(duì)低壓電纜的干擾，同時(shí)低壓動(dòng)力電纜線芯不能與二次電纜線芯引入同一線槽。施工及設(shè)計(jì)過程中，裝置弱電（24V開入電源）不出保護(hù)室原則也必須遵循，防止由于電磁干擾產(chǎn)生誤信號(hào)。

3.3降低外部因素干擾強(qiáng)度

排除外部因素的干擾，是提高電力繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性的重要措施，也是抗干擾研究的重要內(nèi)容。應(yīng)采取有效措施來降低來自一次設(shè)備的干擾，例如設(shè)置密集網(wǎng)格，以及將輔助接地棒打入地下對(duì)地網(wǎng)結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步改善，增強(qiáng)設(shè)備接地連線和設(shè)備接地可靠性，以此來降低地網(wǎng)與設(shè)備的接地阻抗，能夠有效解決電位升高以及地網(wǎng)不同點(diǎn)電位差產(chǎn)生的干擾問題。同樣針對(duì)二次保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，爭取從根源上來消除干擾源。另外，還應(yīng)改善直流控制回路，一般可以加裝續(xù)流回路，促使電感線圈在增流時(shí)電磁場的能量釋放以及快速衰減，消除直流控制回路內(nèi)電感線圈突然斷開產(chǎn)生的干擾。實(shí)際操作中可以選擇數(shù)值合適的串聯(lián)電阻電容回路并聯(lián)到電感線圈上，或者是直接并聯(lián)電阻串二極管，確保正常運(yùn)行時(shí)續(xù)流回路中不會(huì)有電流通過，并在斷開時(shí)流過電感線圈儲(chǔ)能的釋放電流，以此來消除電感線圈突然斷開產(chǎn)生的諧振干擾。

3.4加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置與通訊設(shè)備的管理

如今，電力繼電保護(hù)越來越智能化，繼電保護(hù)設(shè)備與通訊設(shè)備之間的聯(lián)系也是更加的緊密。因此，我們必須把通訊設(shè)備所造成的微小干擾考慮進(jìn)來。所以說，在變電站中不能讓兩者安裝到同一屏蔽屏內(nèi)，不然不能夠?qū)νㄓ嵲O(shè)備產(chǎn)生的干擾進(jìn)行屏蔽，而且數(shù)字接口也最好不要使用電連接的形式，還需要保證接點(diǎn)接口回路的電壓小于110伏特，這樣才能夠在抗干擾上起到一定的作用。

結(jié)語

為確保電力繼電保護(hù)裝置功能可以充分發(fā)揮出來，前提是必須要消除內(nèi)外部各類因素產(chǎn)生的干擾，即結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)總結(jié)出的各類干擾因素，采取積極有效的措施來進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，爭取從根源上來消除干擾。并對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行更新，提高其自身抗干擾能力，為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供保障。

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