淺析微機繼電保護的電磁兼容問題

摘 要：隨著經濟的發展，各個行業以及領域也獲取了非常顯著的成就。其中電力事業的進步十分的顯著。目前，微機繼電保護的應用范圍非常廣。電磁兼容的三要素是干擾源、耦合途徑、敏感設備。文章重點的介紹了繼電保護的電磁兼容相關的內容。

關鍵詞：微機繼電保護；電磁兼容性；變電站；電磁干擾

由于電力事業的高速前進，對系統運作相關的內容規定的越來越嚴苛，不同的電子元件以及小規模的計算機等憑借其自身的許多優勢特征，比如規模不大，費用不高，精確性良好，在系統中獲取了非常顯著地地位，進而確保了系統的運作更加的安穩可靠。當電子部件以及線路等朝著更加精密性的方向邁進，速率以及精密性不斷提升到時候，其活動電壓卻下降；而對電磁干擾的承受能力下降，對外界干擾的敏感度遠大于傳統的控制設備，對外界電磁環境的要求更加苛刻。我們都知道，變電站聚集了非常的一、二次裝置，其電磁氛圍非常不好。其中繼電保護等非常的容易被電磁擾動。怎樣確保繼電保護設備能夠在非常繁瑣的氛圍中合理的運行，確保其具有高效的電磁兼容特征，已然成為了目前相關行業以及人員非常重視的一項內容。

1 何為電磁干擾和兼容

干擾的存在能夠導致裝置以及線路等受到不利作用。宏觀世界的主要因素有自然和人為的干擾源、通過公共地線阻抗/內阻的耦合、沿電源線傳導的電磁干擾和輻射干擾等。電子系統受干擾的路徑主要是通過電源、信號線或控制電纜、場滲透，最后經過天線直接進入。

第一，干擾問題

所謂的干擾具體的講是說所有可以中斷或者是影響通信電子裝置性能的電磁量。深入的分析來看，它和噪音的意義并非是一樣的，它涵蓋的內容更多，不過還涵蓋后者的意義。

第二，兼容問題

當裝置以及整個體系在電磁氛圍里可以合理的運行并且不會對其中的所有的要素帶來無法承接的干擾的水平。它包含兩種層次的要素。首先，裝置以及體系會出現干擾，不能對附近的裝置帶來無法負擔的作用，同時也不能夠對附近的環境等帶來無法負擔的作用。其次，裝置或者是體系對發生于附近狀態中的的干擾，要有充足的抵抗水平。兼容是項目非常關鍵的要素，同時還是設備品質十分關鍵的內容。現在，電子裝置的靈敏性不斷的提升，同時其能夠更加有效地接受信號，而且單子物體頻帶不斷的延展，規模不斷變小，規定裝置要有強大的抵御干擾的水平。

2 變電站中微機繼電保護常見的干擾和傳遞措施

2.1 干擾源

常見的干擾通常是涵蓋設備自身帶來的問題以及其外在環境帶來的問題。

繼電保護裝置自身產生的干擾主要包括電磁繼電器線圈中突變磁場和觸點電弧以及微機保護裝置繼電線路間相互影響。首先，可以經由對裝置自身部件的更換來處理。通過容差設計之類的工藝，更改設計，進而影響干擾。另一方面按照國家標準的一系列電磁兼容（抗干擾）型式試驗，檢驗裝置的電磁兼容性。

2.2 變電站中電磁騷擾的特性描述

（1）來自雷電的影響

常見的雷電影響通常有兩種，分別是直擊雷，大氣行波導致的。直擊雷的標準波形為1.2/50μs，雷擊線路引起的大氣行波的傳播則由于線路的衰減一般常用的標準波形為4/10μs。雷電流峰值是個隨機值，最大可達200 kA。在電力系統當中，一般按照5kA，10kA，20kA進行絕緣配合，通常來講，雷擊并不能對二次線路產生影響，而是在高壓線路上產生暫態過電壓以大氣行波的方式向變電站傳播，然后經CT，PT，CVT等傳遞到二次回路。

（2）短路帶來的影響

當發生短路的時候，大電流經接地點入泄接地網，導致接地點和總網中的電位變大。通過數據分析顯示，變電站內高壓母線的單相接地時，在二次電纜的芯線上產生的騷擾電壓比較嚴重，其峰值非常高，暫態電壓的頻率約幾千赫茲到幾百千赫。

（3）裝置外部環境產生的干擾主要包括系統中的開關操作、事故接地和雷電作用。一次線路的振蕩通過CVT及CT或者高頻輻射藕合進入二次回路，此時就會發生干擾。干擾的主頻等會受到變電站分布的影響。除此之外，需電干擾同時是非常關鍵的干擾內容。

2.3 常見的干擾耦合的方法

分析其耦合方法，我們能夠發現干擾分成兩類，分別是傳導，輻射兩類。傳導藕合通過一次設備和二次回路之問的靜電感應、互感藕合或公共阻抗，在二次回路的電纜屏蔽層中感應共模干擾電壓和感應電流。傳導藕合可以通過傳輸線響應的電路模型和分布參數法，利用數值方法進行計算。頻率較高的電磁干擾可以通過空問輻射進行傳播，藕合到各種電纜線路或者繼電保護設備之中。常見的輻射干擾進行散播的方法非常繁多，當前探索的關鍵方法是經由具體測量獲取一定的內容。

2.4 阻止干擾的方法

要想降低干擾對裝置產生的不良后果，就要從兩點內容上進行分析。第一，降低干擾發生的幾率，降低干擾源生成干擾的性能。第二，提升抵御干擾的水平。

阻礙繼電裝置接收干擾能夠在一定程度上降低其對保護帶來的不利作用。對于繼電保護的交流回路采用隔離變壓器對于邏輯回路和信號回路采用光藕，優秀的屏蔽和有效地接地，光纖傳（輸技術的應用都可以有效地避免電磁干擾進入繼電保護設備。

3 常見的高頻干擾對保護設備的傳遞方法

3.1開關場一次干擾源可以通過傳導、感應及電容藕合等途徑對二次設備進行電磁干擾。分析變電站狀態發現，因為從現場至保護屏使用的是屏蔽的電纜，且屏蔽層兩端接地，CT回路一點接地，因此電容藕合不可能是干擾源傳遞的主要途徑。干擾源大部分應來自CT的傳導藕合，并通過電流互感器一、二次線圈間的雜散電容直接傳到CT二次回路，然后作用于保護設備。在現場測試中將開關端子箱CT回路短接后，獲取的干擾明顯的變低了，這就表示高頻干擾是來自CT。

3.2 通過分析干擾的機理，我們發現，它是一種差模形式，其屏蔽對此沒有特殊的能力，采取單根電纜芯加磁環或者保護屏CT端子對地并接電容的方法是無效的。需要注意的是，一次裝置動作時的中止問題是必然會發生的，所以其干擾源必然是會出現的。

3.3 繼電保護關注的問題在于一次干擾源傳遞到二次設備上的干擾強度能否為保證二次設備正常運行。首先，要不斷的提升裝置自身的抵御干擾的水平。其次，要在建設中通過合理的方法減少干擾能力，確保其處于可以負擔的領域之中。高頻濾波元件，交流耐壓（2000V，1min）等抗干擾措施，優化濾波參數配置。對保護采用經線路刀閘輔助節點切換的線路PT電壓進行電壓閉鎖，能夠在非常多的運作模式中提升其安穩性特征，不過會對活動的靈活性有一定的負面影響，導致拒動發生。要深入分析一次裝置運行對干擾帶來的影響要素。需要認真地關注一項內容是，二次回路本身的設計等品質對在一定程度上對兼容特征有負面作用，尤其是當微機保護廣泛使用后，設計要更多的分析兼容特性，使用合理的抵御干擾的方法。

4 總結語

通過上文的敘述，我們得知繼電保護設備是運行在變電站里的，其遇到的干擾問題非常厲害。要想確保保護精準，第一要做的就是提升設備對電磁的兼容特點，這樣可以起到阻礙干擾的功效，必須合理的運行技術才可以確保獲取優秀的阻礙干擾的功效，除此之外，保護裝置通常是放置于變電中，其環境非常的繁瑣，很多干擾都存在于其中。

參考文獻

[1]路宏敏.工程電磁兼容.西安電子科技大學出版社，2003

[2]秦曉輝.微機保護電磁兼容研究及變電站內電磁干擾的傳播途徑[D].碩士學位論文，2003