抗干擾措施在繼電保護二次回路中應用分析

熊 智

湖北省黃岡供電公司變電檢修中心，湖北 黃岡 438400

1 繼電保護二次回路常見的干擾源

在繼電保護二次回路中，常見的干擾源主要來自于以下幾個主面：第一，50Hz工頻干擾：如果大電流接地系統出現單相接地短路的現象，則變電站接地網中會有故障電流流過，其經過接地體的阻抗時，會有電壓降產生，從而變電站中各點的地電位差別會比較大。在同一個回路中，有多個分布在不同區域的不同接地點，在連接各接地點的電纜芯中，各接地點間的電位差會產生電流。而且在兩端接地的電纜芯中、多點接地的電纜屏蔽層中，地電位差也會產生電流，從而在電纜芯線中就會出現干擾電壓；第二，高頻干擾：如果諸如高壓隔離開關等控制變電站中的開關設備切合帶電的母線時，會在二次回路上引起高頻干擾，這一干擾電壓在經過電容器、母線等設備后會直接進入地網，從而產生一個高頻振蕩，其頻率在50Hz～1MHz之間，從而二次回路就會受到一定的高頻干擾；第三，雷電干擾：一年當中會在一定時期出現時間長短不定的雨季，容易發生雷擊，此時電和磁耦合會在大地與高壓線間感應出干擾電壓，這種干擾電壓即為雷電干擾，也會對二次回路產生影響；第四，控制回路所產生的干擾：如果繼電器的線圈或者接觸器斷開時，會相應的出現干擾波，該寬頻譜干擾波的干擾頻率最高可達50MHz，因此會對二次回路產生非常大的影響；第五，高能輻射設備導致的干擾：如果在高壓區使用通訊工具，比如移動電話或者對講機等等，也會有高頻的電磁場干擾出現。

2 繼電保護二次回路的抗干擾措施

可以采取以下措施提高繼電保護二次回路的抗干擾能力：

1）構造繼電保護裝置等電位面

在控制室中有各種繼電保護盤柜，將這些設備集中在同一個等電位平臺上，從而實現等電位面和接地主網的一點聯接，等電位面的電位就能夠根據地網電位的變化而變化，以防止控制室地網的地電位差竄入繼電保護裝置中，對于屏蔽干擾非常有利。把各個保護屏的銅排首尾相連進行焊接，形成閉環回路再連接控制室的地網即可。

2）沿高頻電纜敷設接地銅線

如果高頻同軸電纜一端接地且隔離開關操作空母線，則電纜另一端就會出現暫態高電壓，此時在收發信機端子上會出現高電壓，收發信機的正常工作就會受到干擾，因此而中斷，嚴重的還有可以毀壞收發信機的部件。在開關場，高頻電纜的屏蔽層通過至少大于10mm2的絕緣導線與結合濾波器二次端子相連接，并將其連通引下，與分支銅導線焊接連在一起。控制室中的高頻電纜屏蔽層則采用1.5mm2～2.5mm2的多股銅線，與保護屏的接地銅排直接連接在一起，即可實現接地。不過有些人認為只需將高頻電纜屏蔽層與收發信機接地端子相連接，不用與保護屏的接地銅排相連接，也可以實現收發信機機殼的可靠接地，其實這只是做到了一點接地。為了使得開關場與控制室兩個接電點的地電位差進一步降低，同時也要降低電流流過高頻電纜屏蔽層所導致的電壓降，可以將兩端接地的、截面面積為100mm2的接地銅線敷設在靠近電纜處，此銅線和地網在控制室的電纜層處連接，且一直延伸直至連接保護屏等電位面。

3）二次回路采用屏蔽電纜

保護裝置的交流電流、信號回路、電壓回路、直流控制回路等由開關場引入的電纜均使用諸如KVVP2-22等型號的屏蔽電纜，利用電組系數相對較小的銅制作屏蔽層。要保證屏蔽電纜的屏蔽層兩端實現可靠接地。在制作電纜頭時，先利用多股銅芯線在其兩端屏蔽層纏繞至少十圈，銅芯線的截面積為2.5mm2～4mm2，固定好以后再用熱縮管封緊，然后將單股銅芯線另一頭接地，并保證其可靠性。保護屏與屏底接地小銅排相連接，而開關端子箱則連接在可靠的接地點上。不過需要注意的是，抗干擾措施不能采用備用電纜兩頭同時接地的作法，因為開關場各處的地電位存在差異，如果備用電纜兩端接地不能避免電流流過，從而其中排列不對稱的工作電纜芯就會感應出電勢，干擾保護。

4）更換結合濾波器

一些高頻通道采用的是變量器直接耦合，可以在其電纜芯回跨中串聯一個約0.047μF，交流耐壓2kV，1min的電容器。因為高頻電纜層兩點接地，如果高壓電網出現接地故障，當變電所地網中有接地電流通過時，兩接地點間的工頻地電位差就會形成縱向電壓并引入至高頻電纜回路中，從而收發信機高頻變量就會呈現飽和狀態，中斷發信，導致100Hz頻率收信缺口，從而使得高頻閉鎖保護出現誤動現象。所以可以采用在該回路中串聯電容的方法將工頻電流阻斷。

5）保證電壓互感器的二次回路與三次回路的互相獨立

對于電壓互感器而言，傳統的接線方法是TV二次回路與三次回路的中性線共用同一根電纜芯，并與N600小母線相連接。這種方法用于常規保護時不會存在較大問題。但是微機保護應用的越來越廣泛，它的最大特點就是其實現接地方向保護是通過自產3Uo來實現的，這一特點可能會使TV共用中性線導致零序方向保護誤動，這一點是非常危險的。因為二次回路與三次回路中性線共用了同一根電纜，則三次回路3Uo必然會對微機保護自產3Uo產生影響，其影響大小則由共用電纜芯的電阻以及三次回路的負載電阻來決定。共用一根中性線會導致三次回路3Uo與微機保護自產3Uo方向相反，從而導致接地零序方向保護正方向拒動、反向誤動。

總之，在全面分析了繼電保護二次回路的干擾源后，采取上述措施可以明顯提高保護的正確動作率，使得保護裝置的作用得以充分發揮。當然繼電保護二次回路的抗干擾技術仍是一個比較復雜的問題，本文所提到的方法只是其中一部分，在實際工作中，只有周密的布置、完善的措施才能真正的把電磁干擾控制在適當、無害的范圍。

[1]電力系統繼電保護實用技術問答[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]電力系統繼電保護原理[M].2版.北京：水利電力出版社，2008.