電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施探析

張現(xiàn)峰　王國祥

摘 要：近年來，我國電能需求量不斷的增加，電力企業(yè)為了滿足人們的電能需求，不斷的擴(kuò)大電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模。但是，電網(wǎng)在運(yùn)行的過程中可能出現(xiàn)許多問題，尤其是繼電保護(hù)問題，當(dāng)電網(wǎng)二次回路出現(xiàn)繼電保護(hù)干擾現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能，進(jìn)而影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。文章分析了電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源，探析了電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的抗干擾措施，旨在為電網(wǎng)運(yùn)維人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)二次回路；繼電保護(hù)；抗干擾措施

1 概述

通過全面的調(diào)查和分析電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源，并采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理，能夠保證繼電保護(hù)系統(tǒng)以及電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，因此，文章針對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源分析

（1）高能輻射設(shè)備產(chǎn)生的干擾。在高壓區(qū)域使用移動(dòng)電源、對講機(jī)等，將會(huì)產(chǎn)生高頻電磁場，對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

（2）控制回路形成的干擾。當(dāng)斷開繼電器或者接觸器的線圈時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)寬頻譜的干擾波，對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾，干擾頻率高達(dá)50MHz。

（3）雷電造成的干擾。當(dāng)出現(xiàn)雷雨天氣時(shí)，因?yàn)殡姶诺鸟詈犀F(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致大地和高壓導(dǎo)線之間出現(xiàn)較強(qiáng)的干擾電壓，即雷電干擾，對電網(wǎng)二次繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

（4）高頻干擾。在進(jìn)行變電站內(nèi)開關(guān)設(shè)備操作時(shí)，例如分合高壓隔離開關(guān)時(shí)，帶電母線會(huì)在二次回路上產(chǎn)生高頻干擾，通過電容器、母線等裝置，干擾電壓進(jìn)入到電網(wǎng)中，形成頻率介于100-1MHz之間的高頻振蕩，會(huì)對電網(wǎng)二次回路產(chǎn)生非常大的干擾。

（5）工頻干擾。如果大電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地短路故障，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的繼電保護(hù)中產(chǎn)生較大的故障電流，當(dāng)故障電流經(jīng)過接地體的阻抗時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)電壓降低的現(xiàn)象，導(dǎo)致變電站各個(gè)點(diǎn)的地電位出現(xiàn)非常大的差別，電網(wǎng)同一回路中存在較多的接地點(diǎn)，并且分布在變電站的不同區(qū)域，由于各個(gè)接地點(diǎn)的存在電位差，會(huì)導(dǎo)致連接的電纜芯中出現(xiàn)電流，進(jìn)而產(chǎn)生干擾電壓，對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

3 電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的抗干擾措施分析

（1）屏蔽繼電保護(hù)室。二次回路繼電保護(hù)室應(yīng)該遠(yuǎn)離一次設(shè)備和一次線路，并且二次回路繼電保護(hù)室可以采用金屬結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻饘俳Y(jié)構(gòu)能夠有效的避開電磁輻射對繼電保護(hù)的干擾。如果繼電保護(hù)室距離一次設(shè)備或者一次線路的距離相對較近，則應(yīng)該采取有效的防護(hù)措施進(jìn)行處理，具體包括以下幾個(gè)方面：其一，為了消除電磁場對繼電保護(hù)室的干擾，應(yīng)該將繼電保護(hù)屏與繼電保護(hù)裝置的外殼可靠的接地，這樣能夠有效的屏蔽電磁場，以此保證繼電保護(hù)室能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行；其二，為了實(shí)現(xiàn)金屬屏蔽，應(yīng)該在繼電保護(hù)室以及地板上增加一個(gè)夾層，夾層采用鍍鋅冷軋鋼板制成，然后采用屏蔽金屬鋼板進(jìn)行聯(lián)通，能夠有效的屏蔽一次線路和設(shè)備對二次繼電保護(hù)室的干擾；其三，采用全部焊接的方式把加強(qiáng)筋與房體鋼結(jié)構(gòu)連通，為了提高二次回路保護(hù)室的防雷效果，還應(yīng)該安裝避雷針，這樣能夠形成網(wǎng)絡(luò)法拉第籠，以此形成良好、有效的屏蔽效果，屏蔽一次設(shè)備、線路以及其他因素對二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生的干擾。

（2）靜電耦合預(yù)防。通過增大耦合阻抗能夠有效的抵抗經(jīng)典耦合的干擾，同時(shí)，通過合理的選用二次設(shè)備以及屏蔽電纜，能夠有效的預(yù)防經(jīng)典耦合。采用平行布置母線與二次電纜的方式，能夠有效的縮短布置的長度，對被干擾和干擾回路位置進(jìn)行科學(xué)的分配，通過增加二次設(shè)備與一次設(shè)備之間的空間距離，能夠有效的降低兩者之間的電容，增加耦合阻抗。在二次回路中適當(dāng)?shù)倪x擇地點(diǎn)，例如，在保護(hù)裝置直流電源入口處增加抗干擾的電容，這樣能夠提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾能力。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，采用24V弱點(diǎn)開入的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的220V強(qiáng)電開入，以此提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾能力。此外，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際狀況采用屏蔽電纜，能夠有效的提高二次回路抑制靜電干擾、電磁干擾以及高頻干擾的能力，并且對屏蔽干擾效果進(jìn)行分析，通過改善接地方式、制作工藝以及屏蔽層的材質(zhì)，能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)抗干擾效果。在變電站采用電纜隧道、建筑物的鋼筋以及其他金屬構(gòu)件，將電網(wǎng)和各物件連接起來，能夠有效的提高靜電屏蔽效果。

（3）進(jìn)一步改進(jìn)繼電保護(hù)裝置。由于電網(wǎng)運(yùn)維人員并沒有對電網(wǎng)母線進(jìn)行全面的檢查，刀閘的位置和開關(guān)的位置不準(zhǔn)確，導(dǎo)致母聯(lián)開關(guān)出現(xiàn)跳閘故障。電網(wǎng)運(yùn)維人員在進(jìn)行母線倒換裝置更改時(shí)，應(yīng)該對可能導(dǎo)致母線出現(xiàn)誤差的原因進(jìn)行分析，特別是在進(jìn)行二次回路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該積極的改進(jìn)二次回路繼電保護(hù)裝置，采用先進(jìn)的跳位接點(diǎn)裝置，即使處于非全相狀態(tài)，也能夠發(fā)揮相應(yīng)的作用。同時(shí)，電力運(yùn)維人員還應(yīng)該對繼電保護(hù)裝置、母聯(lián)開關(guān)、主變壓器等進(jìn)行定期或者不定期的檢修，以此保證繼電保護(hù)裝置始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，這樣能夠有效的降低誤跳閘問題發(fā)生的概率，降低電網(wǎng)二次回路出現(xiàn)故障的概率。

（4）防止二次回路接地。為了使電纜、設(shè)備外殼以及電壓互感器的二次回路能夠可靠的接地，應(yīng)該創(chuàng)建等電位接地網(wǎng)防止二次回路接地，保證銅排型號、連接方式和地面、屏柜符合相關(guān)規(guī)范。在控制室、開關(guān)廠的兩端接在等電位接地網(wǎng)上，在端子箱和高壓箱兩端接地位置安裝電纜屏蔽層，對于雙層屏蔽電纜來說，外層應(yīng)該進(jìn)行兩端可靠接地，內(nèi)層應(yīng)該一點(diǎn)可靠接地。高頻同軸電纜的兩端必須進(jìn)行可靠接地，并將高頻同軸電纜敷設(shè)在電纜溝最上層。采用兩端接地的屏蔽雙絞線進(jìn)行音頻信號的傳遞，如果采用雙絞雙屏蔽電纜，外層的兩端應(yīng)該可靠接地，內(nèi)層應(yīng)該一點(diǎn)可靠接地，對于低電平模擬信號和低頻模擬信號，應(yīng)該在電路本身接地處或者平衡端進(jìn)行可靠接地。

（5）預(yù)防電磁感應(yīng)。電磁感應(yīng)的預(yù)防應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手：其一，通過多點(diǎn)接地或者屏蔽層兩端接地，能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)抗低頻干擾的能力；其二，非磁性材料的屏蔽層，因?yàn)榭諝獾膶?dǎo)磁率和非磁性材料的導(dǎo)磁率相近，如果磁場的干擾相對較長，應(yīng)該在屏蔽層中增加渦流，這樣能夠有效的降低刺痛干擾，該種方式能夠屏蔽的頻率介于10-100Hz之間；其三，為了消除二次回路產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，并防止感應(yīng)磁通進(jìn)入到二次回路中，應(yīng)該在二次回路和干擾源之間安裝電磁屏蔽，并采用鋼板制成的保護(hù)柜，能夠有效的屏蔽電磁對二次回路產(chǎn)生的干擾，同時(shí)，應(yīng)該選擇屏蔽層電阻、高頻集膚效應(yīng)、導(dǎo)磁系數(shù)等符合相關(guān)規(guī)定的電纜，以此提高二次回路抵抗電磁干擾的性能；其四，應(yīng)該盡可能的降低平行段的距離，在同一根電纜中設(shè)置相同的回路電纜，這樣能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾性能。

4 結(jié)束語

綜上所述，作者對干擾電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源進(jìn)行了分析，并提出了若干有效的抗干擾措施。同時(shí)，隨著各種抗干擾技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，針對干擾因素的復(fù)雜性、多樣性，應(yīng)該根據(jù)影響電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的實(shí)際因素進(jìn)行分析，并采取具有針對性的抗干擾措施進(jìn)行處理，以此保證電網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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