繼電保護二次回路抗干擾策略解析

李方

(國網福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

繼電保護二次回路抗干擾策略解析

李方

(國網福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

從實際工作的角度看,繼電保護二次回路的干擾源是系統問題也有外部因素,其主要的源頭是在日常的操作中,因此在實際的控制策略選擇中應考慮電容耦合、磁耦合、傳導耦合等情況,根據干擾源設置抗干擾策略,以此獲得更好的抗干擾的效果。

繼電保護 干擾源 控制策略 措施分析

電網二次回路中的干擾對于電網的運行有較大的影響,尤其是在繼電保護裝置作為重要設備的網絡中,二次干擾的比例較大其主要的干擾源包括高頻干擾、工頻干擾、雷電等,但是多數的干擾都是因為操作不夠規范而導致的,所以在實際的工作中可以利用一些抗干擾的措施來克服繼電保護二次回路中的干擾。

1 繼電保護二次回路的干擾源分析

(1)高頻干擾源。變電操作中,開關設備的開關會引發網絡中的頻率改變,容易在繼電保護二次回路中誘發高頻率的干擾。如開關投切中帶電母線、高壓隔離等操作不夠規范,就會早電路中引起高頻干擾,干擾電壓主要是通過容電器和母線裝置進入到接地網絡中,此時產生的高頻振蕩在50-1M赫茲之間,構成了對二次回路的高頻干擾。(2)工頻干擾源。工頻干擾是50赫茲的干擾,是因為電力系統中大電流基地系統如果出現單向的接地短路故障,這樣的故障出現就會影響電流頻率,電流經過接地阻抗的時候就引發了電壓降低。這就引發了電力系統中變電站內的電位出現不平衡,同時外地電位差在多點接地的電纜屏蔽層和兩端接地電纜芯之間就會出現異常的電流,如果電流過大就會在電纜的芯中出現電壓干擾。(3)雷電干擾源。雷電是自然界的放電現象,其干擾的形成包括了自然和人為兩種,雷雨天氣雷電會導致電力網絡中的電磁耦合,此時就會導致高壓導線與大氣之間出現電壓干擾,這就是雷電干擾的形成。同時,如果雷電防護措施不當也會導致雷電干擾的形成。(4)輻射干擾源。電力系統中一些電磁干擾是不可避免的,如在高壓過渡區出現移動電話或者對講機的使用,以及一些電磁原理的設備被應用時就會出現電磁干擾,這樣的干擾源是隨機而偶發的。(5)控制干擾源。電網中對系統的控制是需要回路來完成的,需要斷開接觸器或者繼電器等,這些操作都會引發網絡中的電流和電壓的波動,容易產生高頻干擾,實踐中的經驗說明這樣的高頻干擾可以高達50MHZ。

2 二次回路的抗干擾策略分析

(1)耦合型預防策略。首先,控制二次電纜與母線之間的平行段長度,合理的設置干擾源和被干擾回路之間的位置,通過加大一次設備和二次電纜之間的孔隙和電容分布等,調節耦合阻抗來減弱干擾；其次,在二次回路中進行抗干擾的設備的引入,如果保護裝置的直流電源入口和交流電互感器等接入增加部分抗干擾電容,則可以較大程度上的控制干擾范圍和負面影響。第三,按照相關輔助裝置的設計規則,變電站出口中間繼電保護器的動作電源應在一定的區間內,兩外保護采用強電開關替代弱點開入,可以增加一定的抗干擾能力。第四,采用具有屏蔽功能的電纜將屏蔽層和接地網絡進行可靠連接,可以對靜電干擾、電磁干擾、高頻干擾等有一定的抑制作用。當然屏蔽電纜的抗干擾效果與材料性質和工藝、接地方式等有直接關系,因此可以利用合理的選擇來控制屏蔽電纜的抗干擾效果,提高其對靜電、電磁干擾的抵抗能力。最后,充分利用變點站中的自然屏蔽物體對靜電干擾進行抑制和消除,如電纜隧道和電纜溝中的鋼筋以及金屬結構部件等,亦或是建筑中的鋼筋,其都可作為屏蔽物幫助實現對干擾的控制。同時需要注意的是在連接方式上加以合理設計這樣才能保證抗干擾的效果。(2)電磁型預防策略。首先,電纜溝可以盡量與一次載流導體設置為直角,一次減少平行段的距離。對直流電和交流電、電壓互感器二次回路中都可將同一回路的電纜芯設置在同一根電纜中,此類策略可以降低感應電壓也可對任何頻率的干擾起到良好的抑制作用。其次,要控制感應磁通,消除二次回路的感應電壓,在干擾源和二次回路之間設置屏蔽裝置,如鎧裝電纜、鋼板保護柜等都可以起到一定的抗干擾的作用。同時在選擇控制電纜的時候,應嚴格按照導磁系數、高頻集膚效應、屏蔽電阻等相關的規定進行選擇。第三,采用非磁性的屏蔽層,因為空氣導磁率與之相近,其干擾可以直接到達電纜芯嗎。而在高頻干擾磁場中,會出現感應渦流,可以直接抵消干擾磁通,使得線芯不受影響。這樣的的屏蔽效率可以達到10-100HZ,且屏蔽層的電導率、厚度、外徑等呈現反比,這點可以作為屏蔽層設置的依據。(3)設置電位差的策略。在控制干擾的措施中,要控制電位差對二次回路的干擾,可以設置一個銅排連接的接地網絡。將各個可能出現的電位差的點連接起來,降低差值。為了控制接地電位差的地網電流串入二次回路,影響其正常的保護動作,應保證電流和電壓互感器中只有一個接地點,如果電氣回路有兩個接地點,則容易導致誤動,采用該策略時應注意這一點。(4)微機防護策略。微機保護裝置的采用開源提高抗干擾的效果,所以在選擇裝置時應考慮高效的裝置,通過微機保護裝置將電流進行抗干擾處理,然后進入到保護屏內,將抗干擾電容連接在回路導線和大地之間,經過抗干擾處理后的線路,應當遠離直流操作回路以及高頻輸入回路,以此保護其不會受到二次干擾。(5)二次回路接地防護策略。在設置中,將設備外殼、電纜屏蔽層、電壓互感器等二次回路進行一點可靠接地,要求在變電站控制室內建立等電位的接地網。首先,屏柜和地面定相關部位的接地方式以及銅排型號等應按照規范選擇；其次保護屏蔽電纜層應開關場與控制是兩端實現等電位,互感器二次高壓箱體與分線箱之間的電纜屏蔽層應和高壓箱體兩端接地。對于雙層屏蔽內層一點接地外也應在外層兩端接地。第三,傳送音頻和視頻信號應采用屏蔽雙絞線,也是內層一點和外層兩端接地；長度較大的數字信號傳輸等應進行光纖傳輸,對低頻信號線纜應在不平衡端或者線路本身進行接地。

3 結語

經過上述分析,可以了解到繼電保護二次回路中的干擾源較為多樣,且干擾互相往往不是單一的原因。所以在考慮抗干擾策略的時候應考慮進行多點和多樣的防護策略,即在系統中選采用多種防控措施來有效的保護核心線路不被干擾。采用這些措施可以有效的提高保護動作的準確性,使得保護裝置在電力網絡中起到應有的作用。當然在二次回路的抗干擾技術選擇和應用中仍需要針對系統特點進行選擇,并利用宏觀和微觀的角度進行考量,以此來解決二次回路中干擾問題的負面影響。

[1]李昱坤.配電系統繼電保護常見的問題及對策[J].通訊世界,2014(04):25-26.

[2]孟祥晨.淺談繼電保護及二次回路的抗干擾[J].中國新技術新產品,2012(03):25-26.