電網二次回路繼電保護抗干擾措施的分析

楊瑛　肖濤

摘要：近年來，電網行業發展迅速，電網規模不斷增大。保證電網安全運行，對供電可靠性要求也越來越嚴格。繼電保護二次回路抗干擾能力，是影響保護裝置誤動或拒動的一個關鍵因素。本文將電網二次回路繼電保護抗干擾措施作為主要研究對象，并提出了抗干擾措施。

關鍵詞：電網；二次回路；繼電保護；抗干擾

傳統二次回路及設備干擾主要是通過構建理想的低阻抗接地網來實現，但是仍無法避免對設備造成的干擾。故障發生時，繼電保護裝置處于強電磁環境中，繼電保護二次回路的電磁耦合作用對繼電保護裝置的可靠運行造成不良影響。因此，加大對電網二次回路繼電保護抗干擾研究具有必要性。

一、電網二次回路繼電保護干擾類型

（1）接地故障。

系統發生單相或多相接地故障時，故障電流通過電力元件進入到電網中，與架空地線及大地形成回路，故障切除前，持續的短路電流會嚴重影響二次回路的抗干擾性能。由于故障有可能發生在系統不同的節點處，這將產生更高的電勢差，導致工頻干擾，對二次保護造成嚴重的威脅。

（2）電感耦合。

在電感耦合下，會產生一個強磁場，促使高頻電流逐漸向高壓母線中流入，并形成一定的磁場，磁場強度較高，并且會受二次電纜的包圍，在作用力的影響下，出現干擾電源，進而對繼電保護裝置的正常運行造成嚴重的影響。

（3）斷路器故障。

斷路器故障會對整個二次回路繼電保護裝置的正常使用造成嚴重的影響，受直流電感線圈影響，促使斷路器長期處于斷開現象，并產生一定的電磁波，最高能夠達到50MHz。同時，附近的磁場還會對高頻電磁場造成嚴重的干擾，如果不能及時將故障切除，將會對二次回路造成引發嚴重影響[1]。

（4）雷電干擾。

雷電干擾受雷雨天氣及人為因素影響較大，一旦有雷電擊在地面的線路或燈塔上，都會對地下電網的正常運行造成嚴重的干擾，受地網電阻影響，促使被屏蔽的雷擊電流產生暫態電流，并且會產生感應干擾電壓。

二、電網二次回路繼電保護抗干擾措施

（1）建立繼電保護裝置等電位面。

在對電網二次回路繼電保護裝置進行控制時，需要將繼電保護盤柜控制在同一等電位面上，為與主網之間的連接提供便利，等電位面會隨著地網電位的變化而發生浮動，防止地電位差進入到繼電保護裝置中去，避免繼電保護受到干擾。另外，還可以采用首尾相連的形式，將保護屏焊接成閉環回路，與控制室的地網建立連接。

（2）利用二次回路屏蔽電纜。

需要利用二次回路來屏蔽的電纜主要包括信號回路、電壓回路、交流電流及直流控制回路等。屏蔽層由電阻系數較小的銅所制成，確保了電纜兩側屏蔽層能夠可靠接地，將2.5～4mm2的多股銅芯線焊接在電纜屏蔽層的兩端，后用熱縮管對進行固定。對于單屏蔽層的二次電纜，屏蔽層應在開關場及保護室兩端接地，對于雙屏蔽層的二次電纜，外屏蔽層兩端接地，內屏蔽層宜在戶內端一點接地。以上電纜屏蔽層的接地都應連接在二次接地網上。同時，為保證接地質量，接地線截面不小于1.5 mm2。對于電纜經過強電磁干擾環境時，如500kV變電站電抗器區域的電纜，若屏蔽層兩端接地，產生的環流會另電纜長期發熱，存在運行隱患，此時可根據實際情況采取屏蔽層單側接地。

（3）敷設接地銅線。

暫態高壓的產生，是由于同軸電纜只在一端接地，用隔離來操作空母線產生的。高電壓的出現，會導致收發機出現損壞，影響其正常的工作。在開關場中，高頻同軸電纜應在兩端分別接地，并靠近高頻同軸電纜敷設界面不小于100 mm2兩端接地的銅導線。在對高頻電纜進行屏蔽時，要使用多股銅線來完成接地。控制室和開關場中通常會產生電壓降及電位差，為了降低電壓降及電位差，需要將100mm2的接地銅線敷設在靠近電纜處，并將其與地網及控制室的電纜層相接，并與保護屏相連。同時，還要將地網與濾波器接地點相連，并一直延伸到高頻電纜的引出端口處位置[2]。

（4）更換濾波器。

需要將高頻的變量器應用到耦合度較強的高頻通道中，與0.047μF和2kV，1min的交流耐壓相串接。高壓電網容易發生接地故障，造成該種現象產生的主要原因是由于高頻電纜層出現兩點基地現象，當接地電流通過變電所地網時，工頻電位差會形成縱向電壓進入到高頻電纜回路中，促使高頻變量器出現飽和狀態，極易出現信號中斷現象。因此，針對出現的回路故障，要及時進行工頻電流阻斷，將電容串接在回路中，對不符合年度檢修要求的窄帶濾波器進行更換，換成二次側串的有電容寬帶濾波器[3]。

（5）增加抗干擾電容。

抗干擾電容需要增加到二次回路的適當位置中，將保護裝置接入到電源及電流的入口處位置，簡化電路圖如圖1所示，耦合電壓用公式表示為：

Z′2 = Z2 ×Z3 /（Z2 + Z3 ）

為了避免二次回路受到嚴重的干擾，通過增加抗干擾電容，能夠實現對高頻干擾的抑制。但是增加抗干擾電源的方式也可能或引發一系列的不良后果，導致電容量增大，影響著二次回路的正常運轉。該種抗干擾能夠將電壓降低到100～500V之間，在抗干擾抑制中取得了明顯的抗干擾效果，該種抗干擾方法應該在電網二次回路繼電保護中大力推行。

三、結論

電網行業在人們的生活及生產工作中具有重要作用，給人們的生活提供了較大的便利。本文對接地故障、電感耦合、斷路器故障、雷電干擾等電網二次回路繼電感染源進行分析，并有針對性的提出了建立繼電保護裝置等電位面、敷設接地銅線、利用二次回路屏蔽電纜、更換濾波器、增加抗干擾電容等措施，一定程度解決了電網二次回路繼電保護干擾問題，為電網的正常運行提供了理論支撐。

參考文獻：

[1]張勇賢.分析電網二次回路繼電保護抗干擾[J].信息化建設，2016，（06）：357.

[2]張現峰，王國祥.電網二次回路繼電保護抗干擾措施探析[J].科技創新與應用，2016，（08）：205.

[3]李紹志.芻議電網二次回路繼電保護抗干擾[J].通訊世界，2014，（03）：3132.

作者簡介：楊瑛（1987），女，湖北孝感人，碩士，中級工程師，研究方向：電力系統繼電保護。