微機型繼電保護裝置抑制干擾措施分析

鐘泰松

（興義供電局，貴州 興義 562400）

微機型繼電保護裝置抑制干擾措施分析

鐘泰松

（興義供電局，貴州 興義 562400）

由于微機型繼電保護裝置具有安裝、試驗和運行維護方便,動作迅速可靠,自動記錄故障信息等優點,在電力系統中已得到廣泛的應用。但如果現場運行環境差,抗干擾措施落實不當,微機繼電保護裝置就會不斷受到各種干擾,造成保護異常,甚至發生保護誤動或拒動的情況,嚴重危及系統安全穩定運行。本文針對干擾的來源類型,提出抗干擾抑制措施。

微機繼電保護裝置；可靠性；抗干擾

220k VW2線路發生B相接地短路，W1線路F側微機高頻閉鎖保護誤動作跳閘。經觀察T變電站側錄波圖，故障開始有4ms干擾信號，經10ms后有10ms寬的高頻信號，直到200ms后T變電站側收發信機才發信。

經調查，W1線路T變電站側高頻電纜沒有接地，在W2線路發生故障時，產生干擾信號，使W1線路T變電站側收發信機的“其他保護和位置停信”開關量動作，收發信機不能立即發信，造成對側高頻保護誤動作跳閘。(此判斷經模擬干擾得到證實)。另外，使用的結合濾波器二次側，與高頻電纜的連接處沒有串入電容。當線路出口處發生接地短路時，地電位升高，在高頻電纜兩端產生地電位差。工頻電流(超過500mA時)竄入結合濾波器二次線圈，引起磁芯飽和，致使高頻信號被中斷，區外故障正方向側將引起高頻保護誤動作。

可見，當微機型繼電保護裝置取代電磁型保護裝置的同時，來自多方面的干擾將不可避免地通過微機控制系統的開關量和模擬量的輸入通道或其它途徑進入微機內部，一旦這些干擾對該系統產生作用，輕則造成數據傳送錯誤，重則造成保護誤動、拒動，造成電力系統供電事故，嚴重威脅電網的安全運行。因此，處理好抗干擾問題是系統安全運行的關鍵環節。

1 正確接地是重要的抗干擾措施

由于變電站的接地網并非實際的等電位面，因而在不同點之間會出現電位差，當較大的接地電流注入接地網時，各點之間可能有較大的電位差，如果同一個連接的回路在變電站的不同點同時接地，地網地電位差將竄入該連通地回路，造成不應有地分流。在有些情況下，還可能將其在一次系統并不存在的地電壓引入繼電保護裝置的檢測回路中，或者因分流引起保護裝置在故障過程中拒動或者誤動。

(1)鋪設高壓場地二次接地網。沿二次電纜溝道敷設專用銅排，貫穿高壓場地的端子箱、機構箱及保護用結合濾波器等處的所有二次電纜溝，形成室外二次接地網。該接地網在進入室內時，通過截面不小于100mm2的銅纜與室內二次接地網可靠連接；同時在室外場地二次電纜溝內，該接地網各末梢處分別用截面不小于50mm2的銅纜與主接地網可靠連接接地。

(2)鋪設主控室、保護室內二次接地網。在電纜層按柜屏布置的方向敷設首末端連接的專用銅排，形成主控、保護室內的二次接地網。保護室內的二次接地網經截面不小于100mm2的銅纜在控制室電纜夾層處一點與變電站主地網引下線可靠連接。保護屏柜下部應設有截面不小于100mm2接地銅排，屏上設有接地端子，并用截面不小于4mm2的多股銅線連接到該接地銅排上，接地銅排應用截面不小于50mm2的銅纜與保護室內的二次接地網相連。保護屏間應用專用接地銅排直接連通，各行專用接地銅排首末端同時連接，然后在該接地網的一點經銅排與控制室接地網連通。

(3)保護裝置必須可靠接地。

①所有隔離變壓器(電壓、電流、直流逆變電源、導引線保護等)的一二次線圈間必須有良好的屏蔽層，屏蔽層應在保護屏可靠接地。

②半導體型、集成電路型、微機型保護裝置只能以空接點或光耦輸出。

③外部引入至集成電路型或微機型保護裝置的空接點，進入保護后應經光電隔離。

在光電耦合器里，信息傳送介質為光，但輸入和輸出都是電信號，由于信息的傳送和轉換的過程都是在不透光的密閉環境下進行的，它既不會受電磁信號的干擾，也不會受外界光的影響。去掉它們之間公共地線的電氣聯系，加上光電耦合器輸入和輸出之間分布電容極少，一般為0.5Pf～1Pf，而絕緣電阻又非常大，通常1011Ω～1013Ω之間，所以隔離效果比較好。

2 微機繼電保護裝置的屏蔽

2.1 屏蔽的定義及分類

屏蔽是利用屏蔽體來阻擋或衰減電磁能量傳輸的一種技術。其目的有兩個，一是防止外來的輻射干擾進入某一區域，二是抑制某一區域內部輻射的電磁能量泄漏出該區域。屏蔽的作用是通過一個將上述區域封閉起來的殼體即屏蔽體來實現的。屏蔽體有板式、網狀式和金屬編織帶式等，其材料可以是導電、導磁、介質體，也可以是非金屬吸收填料。按屏蔽原理分類，屏蔽可分為靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。

2.2 微機繼電保護裝置的屏蔽

當裝置安裝于主控制室內時，由于距離開關場比較遠，加上房間設計通常都采用“法拉第籠”的結構，從電磁騷擾比較嚴重的開關場地發出的騷擾，無論是表現為靜電的形式，還是電磁波的形式，在經過很長的距離到達主控樓的繼電器室后，首先要經過一個“法拉第”式的屏蔽體，經過衰減后到達繼電器屏，繼電器屏的外殼也是一個屏蔽體，再次衰減后到達微機繼電保護裝置的機箱。由于微機繼電保護裝置機箱也是一個屏蔽體，它對電磁騷擾將起再次屏蔽的作用，可以斷定，如果主控制室的屏蔽體和繼電器屏的外殼這兩層屏蔽良好，到達微機繼電保護裝置的電磁騷擾將變得很小，再經過微機繼電保護裝置機箱的屏蔽作用，直接耦合到微機繼電保護裝置內部設備上的騷擾將可以忽略。當微機繼電保護裝置下放到開關場，如不采取有力的措施，微機繼電保護裝置將直接承受來自開關場的騷擾，環境將變得很惡劣，因此，某變電站內，考慮了在保護裝置外部建屏蔽小室的方案，要求能將外部的騷擾按每10倍頻程40dB衰減，理想的情況要求到達60dB。這樣，直接進入到裝置內部的騷擾將變得很小，且為了避免地電流在接地網上流動帶來裝置兩點間的電位升高，要求裝置采用一點接地。與裝置在主控制室內的情形類似，經過屏蔽的作用，電磁騷擾在裝置的內部將主要表現傳導騷擾。然后應再通過其它的措施對傳導騷擾進行抑制。

3 微機繼電保護裝置的濾波

3.1 濾波的概念

如果說屏蔽主要是為了防護輻射干擾，那么，濾波則主要是為了防護傳導干擾。濾波器能允許有用信號的頻率分量通過，同時又阻止其它干擾頻率分量通過，因此，對于抑制干擾而言，它具有其它技術難以起到的作用。對微機繼電保護裝置而言，由于干擾較強的快速瞬變騷擾進入到裝置后主要表現為傳導騷擾，所以應首先考慮使用性能優良的濾波器來消除。

3.2 微機繼電保護裝置的濾波

傳導騷擾是不可能完全消除的。設置濾波器的目的在于盡量將騷擾衰減到某一個要求的技術水平，如對于外部騷擾而言，不得導致裝置工作故障。在主要表現特征為電場的各類電磁騷擾中，快速瞬變騷擾是比較嚴重的一類，其頻率成分最高可考慮到400MHz，在有條件的場合應盡可能地采用低通濾波器，實際的使用當中，根據經驗，低通濾波器的截止頻率可以放寬到10MHz。目前被廣泛使用的EMI吸收磁環，就是針對幾MHz 以上的頻率成分發揮作用的。

結束語

隨著電力系統的迅速發展，微機型保護裝置在電力系統中的普遍應用，外界干擾的來源種類多樣，傳播的方式也復雜多變。現實環境中，外界的干擾是不可避免的，只能在設計、施工和運行中加以充分的重視，采取措施相對降低其干擾的程度。最好的辦法是阻隔干擾傳播，使保護裝置能有一個低干擾水平的運行環境。處理好抗干擾問題將是系統安全運行的一個關鍵環節，對電網安全穩定運行有著重要的意義。

[1]楊凱全.變電站繼電保護及自動化裝置抗干擾措施.吉林省電機工程學會2008年學術年會論文集，2008-05-01.

[2]李玉芳.一次設備對繼電保護幾方面影響的舉例分析.中國電力，2002-06-20.

[3]原云周.繼電保護系統的可靠性分析及在電網中的應用.天津大學，2008-05-01.

TM38

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