浅谈电力继电保护抗干扰措施与方法 谭畅

发表时间:2019/4/22   来源:《电力设备》2018年第31期   作者:谭畅 张少勇 张宾宾 周在阳
[导读] 摘要:近几年,随着经济的发展,我国电能的需求逐年增长。
        (国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司  河北省邯郸市  056000)
        摘要:近几年,随着经济的发展,我国电能的需求逐年增长。其中的继电保护系统的存在则是电力系统能够正常运行的重要保障,继电保护系统维持着电力系统的稳定和安全。但是其在工作的过程中会受到其它因素的干扰,导致其对电力保护的作用也受到了一定的影响。因此,我们需要对继电保护系统进行深入的分析,探讨其干扰的来源以及找到有关的抗干扰措施,保证我国电力行业的稳定发展。
        关键词:电力;继电保护;抗干扰措施;方法
        引言
        电力系统的运行时刻关系着人们的生产生活及社会的稳定发展,因此,加强电力系统的保护已成为目前电力技术研究及创新的重点,而继电保护系统则是重中之重,如何保证继电保护系统的可靠、稳定运行是广大电力企业及电力工作者共同研讨的热点课题。其中,继电保护系统干扰作为影响其可靠运行的关键因素之一,也备受关注,文章则主要以此为研究对象,基于继电保护系统常见干扰,提出综合性的抗干扰措施,从而提高继电保护系统的可靠性,为电力系统的安全、稳定运行提供保障。
        1电力系统中干扰的来源和影响
        1.1电击干扰
        电击是电力系统中受二次干扰的主要来源。近几十年来,人员对电击进行了长期的观察和试验,积累了很对经验。根据资料表明,当电力系统受到电击时,会产生延续时间为几百微妙的冲击的电流。当电击波打在变电站内或输电线路上时,电击波会经过通过避雷器、避雷针、避雷线等避雷设备流入大地。在这个过程中,因为电磁耦合的作用,将在母线周边的二次回路导线和大地之间互相感应,产生出干扰电压。除此之外,当电击电流从变电站内注入大地时,会经过设备的接地线流入变电站接地网,最后通过地网将电流传向远方。因为变电站的地网本身就有一定的抗干扰能力,所以使电击时变电站内生产设备的暂态电位不断上升,使电网有电位差。这样就会使电流屏蔽层流过电流,降低了继电保护装置的运行能力。
        1.2辐射干扰
        手机、对讲机等通讯设备对继电保护的辐射干扰是不容忽视的,这些设备使用过程会产生强辐射磁场,而变化的磁场会导致假信号源的产生,错误的信号容易造成数字回路逻辑的混乱,进而对继电保护产生严重的干扰,产生拒动或者误动。大量实践表明,在收发讯机、录波器等设备附近使用手机、对讲机等通讯设备,会造成收发讯机及录波器的启动,可以看出,手机、对讲机等通讯设备的辐射干扰对继电保护的影响是较为严重的。
        1.3电感耦合故障
        在操作隔离开关的过程中,经常会出现电感耦合干扰,会产生雷电电流与高频电流,一旦这些电流经过高压母线,就会在高压母线的四周产生极强的电磁磁场,这些磁场中的一部分会再次包围电缆,进而干扰到二次回路产生的电压,使得这些干扰电压通过线路传导到保护装置的二次设备端。母线上的高频电流通过接地电容流入地网,必然会导致地网不同点电位差与地网电位的差别。其根本原理是:二次电缆的屏蔽层不能够屏蔽高频电流,对电流的二次回路产生了严重的干扰。
        1.4接地故障干扰
        在变电站内会出现很多的问题,其中经常出现的问题是电流多向或者单向接地。因为一旦产生故障之后,这些电流就会具备独特的性质,从而从变压器的中性点进入地网,然后再经过架空的地线以及陆地流入故障点。因此,变电站的地网就会储存大量的电荷,从而造成了极强的电位差,对电力继电保护装置产生破坏。


        2电力继电保护抗干扰措施
        2.1保护装置屏蔽措施
        合理的继电保护装置屏蔽设计是提高继电保护系统抗干扰能力不可或缺的技术措施,首先应根据实际需求对屏蔽设计的配置方案和总体指标进行优化和调整,基本要求是干扰电平与抗扰度电平之差为30~60dB。通常情况下,若屏蔽设计指标高于上述标准值,应在整体屏蔽完成后,还在内部增设第二重屏蔽设计。具体的屏蔽方案可采取低频或直流控制高频电路运作的方式,这对于当前以单片机和微机为主的继电保护设施而言,是非常便利的。对于广泛采用的微机继电保护装置,目前普遍采用的屏蔽设计是将所有插件通过机箱来屏蔽干扰,进而预防外部干扰直接耦合到继电保护装置的内部插件及元器件上,经大量实践证明,这种屏蔽措施的抗干扰效果是非常明显的。这是因为主控制室内的继电保护装置与开关场比有一定的距离,加上控制室设计为“法拉第笼”式结构,当电磁干扰较严重的开关场地发出静电或者电磁波形式的干扰时,不仅会在长距离的传输过程中存在一定的损耗,还会受到“法拉第笼”结构的屏蔽,此时到达继电器屏的静电或电磁干扰经过多重衰减,不仅干扰能力大幅度下降,还会进一步受到继电器屏这个屏蔽体的屏蔽,经过继电器屏的再次衰减,到达微机保护装置机箱的干扰程度已微乎其微,再加上机箱这个屏蔽体衰减,电磁干扰所产生的影响可基本消除。
        2.2抗电源干扰的措施
        在电力继电保护系统运行的过程中,对于电源干扰应当从根本上进行处理,只有这样才能真正降低继电保护装置受到干扰的概率。具体可以从以下几个方面入手:①设置电源滤波器,消除在传导过程中产生的电磁干扰或者磁场;②增加机箱的屏蔽作用,一般情况下,装置内部的电源线会产生一定的干扰,机箱的屏蔽功能能够一定程度上减少电源线产生的干扰。此外,在选择滤波器的时候,要选择能够屏蔽接地的滤波器,能够缩短电源线到机箱柜体之间的距离;③选择综合功能好的开关电源。一般市面上较为流行的电源开关是输出波纹噪声小、抗干扰能力强的KTD的电源开关,从而达到保护系统的根本目的。
        2.3强化二次系统风雷接地
        对于电力系统的设计,在设计过程中需要对其相应的放射系统进行规划,电力系统中防雷工作的开展是其中必不可少的一个组成部分,也是做好保证电力系统稳定安全的重要手段。简而言之,就是要做好电力系统的防雷工作,其中最为重要的一点就是严谨的开展变电站二次系统的防雷工作。在防雷工作开展的全程中,要根据变电站所处的环境进行工作方案的策划和设计,保证防雷工作能够有效的运用到电力继电保护中,从而达到强化继电保护抗干扰能力的目的。
        2.4做好装置硬件抗干扰工作
        继电保护及安全自动装置应选用抗干扰能力符合有关规程规定的产品,并采取必要的抗干扰措施,抗干扰能力不达标设备不能引入系统。例如:光耦开入的动作电压应控制在额定直流电源电压的55~70%范围以内;所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55~70%范围以内的中间继电器,并要求其动作功率不低于5W;保护装置本体的所有隔离变压器(电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等)的一二次线圈间必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏可靠接地等都是引进时必须具备的条件。利用先进的数据采集系统,从根本上隔离数字系统与模拟系统,不断提高继电保护装置的抗干扰能力。
        结语
        要想保证电力系统的稳定和安全,就需要对电力继电保护系统进行深入的了解,提高其抗干扰的能力,保证电力继电保护系统的正常运行。在实际的生活中,能够对电力继电保护系统造成干扰的因素有很多,所以说,有关的设计人员应该结合实际的情况选择相应的措施进行解决,同时还应该在传统的继电保护系统上进行改革创新,加强对相关保护技术的研究,不断的提高电力继电保护系统的稳定性和抗干扰能力。
        参考文献
        [1]郭映歧,王华.继电保护二次回路抗干扰措施分析[J].电子技术与软件工程,2015,19(6):124.
        [2]王晨艳.试论电力系统继电保护干扰原因及其防护方法[J].中国电力教育,2014(6).
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