對變電所內繼電保護安全運行干擾因素的分析研究

胡 業

鹽城市供電公司檢修公司響水檢修分公司，江蘇 鹽城 224600

變電所環境電磁場強度大，高壓變電所繼電保護和自動裝置受到干擾的現象較為突出，具體來講，干擾主要來自于雷擊、一次系統故障以及所內斷路器、隔離刀閘操作等，也有例如斷開中間繼電器的電磁線圈、手機使用等二次回路本身干擾。這些方面的干擾能夠以感應、傳導或者輻射等途徑引入到半導體元件，在干擾程度超過警戒線時，會導致繼電保護裝置失靈，造成裝置工作邏輯或出口邏輯不正常，從而產生正常狀態開關誤動、誤跳，以及出現系統故障時拒動、誤動，造成嚴重事故。

因此，要進一步強化對繼電保護裝置和自動裝置的抗干擾，保障裝置安全運行，一方面要注重提升繼電保護裝置抗干擾能力，同時要減少引入到繼電保護裝置的干擾，確保低于警戒水平，從設計安裝到施工各個環節綜合考慮，有效降低干擾。

1 當前常見的干擾因素

1.1 高頻干擾

變電所環境中二次回路及二次聯接設備造成高頻干擾的環節，主要為斷路器送電操作以及隔離刀閘帶電操作空母線等，隔離刀閘向空母線充電效果與隔離刀閘合閘于不帶電的純電容負荷基本相當，造成頻率50kHz～5MHz 的高頻振蕩，和二次回路耦合造成較大強度的干擾。

1.2 輻射干擾

近距離使用手機，能夠在手機周圍產生較強的輻射電場與磁場，不斷變化的磁場能夠在周圍的半導體器件回路中感應高頻電壓，造成虛假信號源，整流后容易導致數字回路邏輯電位發生偏移或者引發混亂。有實驗報告顯示，在收發訊機與錄波器1m距離中運用手機，能夠同步啟動收發訊機和錄波器，可見輻射對保護裝置的影響較為明顯。

1.3 工頻干擾

供電所內出現接地故障時，接地故障電流在變電所地網中和大地通過，地網接地電阻作用導致故障狀態下變電所地網電位比大地要高，電位幅值與地網接地電阻以及入地電流密切相關，規定每千安故障電流最高位10V。

1.4 直流電源干擾

在直流回路故障中，在直流電壓進行恢復環節，容易導致電子設備內邏輯回路變化，引發繼電保護功能紊亂，發出錯誤信號和操作。另外，交流成分混入直流電源，也會影響繼電保護設備的穩定性與安全性。

1.5 靜電放電干擾

當環境較為干燥的狀態下，操作人員衣服上會帶有高電壓，鞋子絕緣條件下，會將電荷附帶，與電子設備接觸中產生放電，甚至會造成電子元件損壞。

1.6 雷擊因素干擾

資料顯示，雷擊能夠嚴重影響變電所一次、二次設備，雷擊波通過變電所母線進行傳播，經避雷器實現入地，電磁耦合作用會導致導線和地面之間出現干擾電波。同時，雷擊電流流入大地能夠導致暫態地電位提升，引起干擾。

2 對干擾因素的應對措施

針對上述干擾因素，應當從兩個方面入手，一方面要提高變電所抗干擾的能力，另一方面，也要從二次設備設計安裝上面入手，綜合降低干擾因素影響。

2.1 變電所應當采取的抗干擾措施

1）控制電纜、模擬量電纜屏蔽層兩端可靠接地。220kV及以上變電所，連接開關場導入電子設備間繼電保護裝置的電纜，要在開關場與電子設備間的兩端，實施屏蔽層接地處理，有條件的還可以在屏蔽電纜并行較粗的接地導線，增強抗干擾能力；

2）高頻電纜屏蔽層兩端接地處理，安設并行接地粗導線。在變電所安設100mm2粗導線，位置在電纜架頂端，依次向各耦合電容進行焊接分叉，高頻電纜和粗導線分布相鄰，并在高頻電纜芯接線回路增設小容量電容（0.047μf），提高抗干擾能力；

3）確保電流與電壓互感器二次回路一點接地。要確保電流及電壓互感器二次回路之中必須有一點實現接地，有效預防互感器一、二次線圈間的分布電容與二次回路的對地電容引發一次高壓引入二次回路，提高抗干擾水平和保障安全；

4）交直流不混用電纜，強弱電不共用電纜。對于交直流和強弱電不得混用或者共用電纜，以此來有效預防因為不同電壓等級以及交直流之間電磁耦合導致的干擾，并且可以防范同一電纜芯線間絕緣損壞導致相異類型電源串入引發的保護邏輯混亂。

另外，還可以采用降低一次設備接地阻抗、構建低阻抗接地網以及降低變電所區域地電位差等方式，最大限度提高抗干擾成效。

2.2 保護裝置和微機保護的軟件抗干擾途徑

2.2.1 保護裝置自身抗干擾途徑

檢查保護裝置箱體，確保接地可靠；如果是集成電路型或微機型保護類型，所有電源進線應通過抗干擾電容實現接地處理后進入保護屏，距離直流操作回路導線以及高頻輸入輸出導線應當遠一些，不得靠近或捆扎；交流量和直流輸入應當分別經隔離變換器與逆變電源，兩者一、二次繞組間應當具有屏蔽層，并在保護屏上實現科學接地；對開入量，要通過光電隔離實現引入，對開出量，則要經過光電隔離實現輸出處理；保護裝置出口應當經過三取二閉鎖，CPU配硬件自復位電路。

2.2.2 微機保護軟件抗干擾途徑

開展RAM自檢：由CPU向RAM輸入數據，然后從該地址提取數據比較是否相同，以此判斷RAM工作狀態。開展EPROM檢測：對EPROM內所有地址機器碼開展專門的數據運算，得出數據存放在EPROM末尾地址，微機保護常規運行中也以同等方式對EPROM中數據開展運算，運算結果與CRC校驗碼相同則為正常，反之則告警。開展E2PROM檢測：與EPROM檢測類似，差異性在于微機保護在實現固化定值時，同步也固化一位運算CRC 碼至定值區末位，正常運轉狀態自檢能夠在相應區定值運算后，再和該CRC 碼開展比對，以此來對E2PROM正確性開展檢測。另外，也可以通過實施開入回路檢查、各CPU 插件和人機對話插件巡檢以及跳閘指令的跳閘入口合理輸出等方面開展檢查檢測，進一步提高抗干擾能力。

上述抗干擾措施在實踐中得到驗證，能夠有效保障電力系統機電保護裝置正常有效運行，具有推廣價值。

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