繼電保護二次回路干擾源及抗干擾措施分析

黃觀榮

(廣東湛江供電局，廣東湛江524000)

1 干擾源分析

1.1 對回路控制產生的干擾

對回路控制產生的干擾主要包括一次回路、二次回路以及二次回路本身對于繼電保護二次回路的干擾。因為在一次設備、導線和電纜之間電容不盡相同，設備與設備之間必然存在著因為串聯(lián)電容和電容以及回路的分壓結果，形成一次設備與二次設備之間的靜電耦合。再由于導體之間存在磁場和互感，使得一次和二次回路之間必然存在著電磁耦合。

1.2 雷電干擾

當系統(tǒng)發(fā)生接地短路或者雷電天氣干擾時，會有大量的電流流入，通過接地網進入到大地中去，各個接地點的電位不同，形成了電位差，對二次回路產生不可避免的干擾。

1.3 二次回路自身的干擾

針對二次回路自身的干擾，主要形成原因是接觸器或者繼電器的接點開斷電感元件，使其自身產生暫態(tài)干擾電壓。在220 V/380 V 的交流電環(huán)境下，二次回路中產生干擾電壓也有可能是因為無線電干擾，所以在繼電器室內使用大功率的對講機等無線電設備是極其危險的。

1.4 工頻干擾

經常會出現(xiàn)在110 kV 的繼電保護二次回路中，受到外界打擊的110 kV 線路會出現(xiàn)斷線接地的現(xiàn)象，導致線路越級跳閘，對于電力系統(tǒng)的安全運輸造成極為嚴重的影響。變壓器在選跳時其時間配合不確切，接地變壓器的中性點與母線連接并運行，使得母線中的中性點點位大幅度提升，變壓器也由之升溫，引發(fā)火災的可能性系數(shù)偏大。

1.5 繼電保護二次回路故障的其他原因

繼電保護二次回路中經常出現(xiàn)的故障還有母聯(lián)開關誤跳閘和線路絕緣擊穿。母聯(lián)開關誤跳閘對于電力線路安全的影響和電力設備的影響都是巨大的，對于電力企業(yè)經營效益的影響是非常大的。在220 kV 線路中，B 相電流中二次線箱段子引線絕緣性并未受到破壞的前提下，其線芯受到破壞，導致斷裂和燒損的故障;或者是由于人為原因造成母線倒閘開關誤跳閘現(xiàn)象。線路絕緣擊穿主要是由于母差保護出現(xiàn)誤動，使未出現(xiàn)故障的線路相連接的母線電源和線路都發(fā)生了跳閘現(xiàn)象。發(fā)生擊穿現(xiàn)象的主要原因在于測量回路與母差電流回路之間的短路現(xiàn)象，還有就是工作人員對電力設備進行實驗之后，未能及時對中性點引線進行相應恢復，導致電力系統(tǒng)發(fā)生故障，從而引起繼電保護二次回路故障的發(fā)生。

2 繼電保護二次回路抗干擾措施

2.1 對直流回路管理工作的規(guī)范

切實做好絕緣檢查工作，降低線路月結跳閘故障發(fā)生的頻率，電力系統(tǒng)的安全可以得到充分的保證，從而穩(wěn)定電力系統(tǒng)的安全運行。電力工作人員應該根據(jù)具體的接線內容，制定出完善的整改計劃，采取積極措施對直流回路工作內容和缺陷進行修正，保證母線中性點電位處于正常狀態(tài)，避免越級跳閘故障發(fā)生。

2.2 對繼電保護裝置進一步改進

母聯(lián)開關誤跳閘故障的發(fā)生主要是由于未對母線進行嚴格的檢查，也沒有檢查開關和刀閘的位置是否正確。電力工作人員應該在母線倒換裝置進行之前對母線、開關和刀閘進行有效檢查，在審查中出現(xiàn)的誤差應該及時進行更改，尤其是二次回路保護接線的設計回路中存在的弊端。對于繼電保護裝置應該積極進行改進，引進跳位接點裝置，在非全相狀態(tài)下使開關處于正確狀態(tài)。電力工作人員還應該對主變壓器、母聯(lián)開關和繼電保護裝置進行定期檢修，保證其運行狀態(tài)正常，這能有效降低母聯(lián)開關誤跳閘的故障發(fā)生頻率，規(guī)避電力風險。

2.3 靜電耦合的預防

對于靜電耦合的干擾，可以通過對耦合阻抗的增大，再通過屏蔽電纜的運用和二次設備的合理選用，加以有效預防。可以通過將二次電纜與母線平行布置的長度有效縮短，將干擾與被干擾的回路位置合理分布，通過一次設備與二次設備電纜之間的空間距離的加大，使得兩者之間的分布電容減小，耦合阻抗也會相應增加。還可以在二次回路中選擇適當?shù)牡攸c，比如增加抗干擾的電容在互感器二次回路接入處保護的時候以及保護裝置直流電源入口處，可以有效地增加抗干擾能力。根據(jù)《設計規(guī)范》等相關規(guī)定，在變電所的繼電器動作電壓之間采用220 kV 的強電開入，用這項裝置代替24 V 弱點開入，對于抗干擾能力也可相對增強。另外，使用屏蔽電纜，連接地網與屏蔽層可以有效抑制高頻干擾、電磁干擾和靜電等干擾。采用屏蔽電纜抑制干擾的效果明顯也受到屏蔽層的材質、制作工藝和接地方式的影響。在變電所中，各種自然屏蔽也會提升抗干擾的能力，各金屬構件、建筑物的鋼筋、電纜隧道甚至是電纜溝蓋板中的鋼筋，在施工過程中，有效地將這些物件與地網連接起來，可以起到良好的靜電屏蔽作用。

2.4 降低電磁感應

在布置電纜溝的時候，一次載流導體盡可能成為一個直角，減少不必要的平行短距離。在電壓互感器、直流電流和交流電流中二次回路的ABCN 回路上，安排同一個回路電纜芯在同一根電纜中，這樣不僅能夠降低感應電壓，而且對于任何頻率的干擾效果都有不同程度而良好的干擾功能。在二次回路和干擾源之間設置電磁屏蔽可以有效地防治感應磁通進入到二次回路之中，在施工過程中為了避免二次回路中產生感應電壓，常常使用的是鋼帶鎧裝電纜，保護柜是用鋼板制作的，這些材料都具有較好的磁屏蔽功能。此外，在電纜選擇中，嚴格按照高頻集膚效應、導磁系數(shù)和屏蔽層電阻等規(guī)定要求來選擇。在高頻干擾磁場中，屏蔽層會出現(xiàn)一定的磁感應渦流，避免這一磁干擾，就是要避免干擾磁到達電纜芯，形成渦流之后，可以有效地與干擾磁抵消，使芯線免受影響。

對于低頻干擾，可以通過屏蔽層兩點甚至多點接地來降低干擾屏蔽。可以在橫截面設置銅排，并保證與屏蔽電纜兩端都保持接地。這樣使電纜屏蔽層與接地網構成閉合回路，減少抗阻，降低磁干擾對于芯線的影響，有效提升屏蔽電纜抗電磁干擾的效果。

2.5 電位差的抗干擾

為了降低甚至減免電位差對于繼電保護二次回路的干擾，可以建立一個銅排連接完善的地網，使各個點產生電位差降至最低。保證電壓互感器、電流二次回路只有一個接地點，能夠有效地防止接地點電位差產生的電流穿入到電壓互感器的二次回路中去。如果出現(xiàn)第二個接地點，就會出現(xiàn)電位差產生的地網電流穿入回路導致保護誤動作的產生。

2.6 其他防治措施

微機保護裝置的提升和改善設備二次回路可靠接點，選擇高抗擾度的微機保護裝置，以直流和交流電的形式將干擾通過干擾電容之后在進入到保護屏中，在回路和導線之間接入抗干擾電容，避免高頻輸入回路和直流操作回路與經過抗干擾之后的線相互捆綁。二次回路可靠接點只能有一個，需要所有銅排型號和展柜、地面等相關連接部位都應該符合要求，控制室和開關場的兩端都應該接在“等電位接地網”上，將高頻同軸電纜設置在電纜溝的最上層，傳送音頻信號采用的是兩端接地的屏蔽雙絞線。

3 繼電保護二次回路抗干擾的意義

繼電保護性能的可靠性和穩(wěn)定性直接關乎整個電網的安全運行，電氣設備出現(xiàn)故障問題的大半原因是因為繼電保護二次回路的故障，繼電保護二次回路的崩潰會引致電力系統(tǒng)運行崩潰甚至癱瘓，這樣給電力系統(tǒng)帶來的經濟損失是巨大的，對于社會正常生產和生活造成極為嚴重的影響。作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，繼電保護裝置的健康狀態(tài)直接關系著整個電力系統(tǒng)的正常運行，以目前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，二次回路的干擾是繼電保護裝置最大的故障，所以研究繼電保護二次回路抗干擾顯得尤為重要。

［1］韓宇，尹航極.繼電保護二次回路干擾源及抗干擾措施分析［J］.電工研究，2012(5).

［2］吳振國.繼電保護二次回路問題引發(fā)的故障與防治措施［J］.企業(yè)技術開發(fā)，2013(7).