摘要:作为电力系统的重要组成的继电保护二次设备,其运行状态对电气系统能否正常运行有着直接影响,因此要重点保护继电保护二次回路的正常运行。针对于继电保护二次设备,其大多是小电流、小电压的,而且非常容易受到外界因素的影响。本文将对继电保护二次设备可能干扰源进行分析并提出有效的措施阻止其产生的干扰。
关键词:发电厂;二次回路;抗干扰;
随着继电保护自动装置微机化、电子化的发展,提高发电厂电气设备的二次回路抗干扰能力是解决电力系统故障,减少危及安全运行异常现象的重要技术措施之一,必须引起发电厂技术管理人员的充分重视,积极制定相应的具体改造与完善措施。二次回路的干扰多种多样,传播途径也各有不同,根据总结分析,主要有以下3种情况。
(1)传导。通过导电介质把一个电网络上的信号耦合到另外一个电网络,就是人们所说的传导干扰,这在发电厂二次回路中十分常见。
(2)辐射。所谓辐射干扰,就是指干扰源通过空间把其信号耦合到另外一个电网络。
(3)感应与耦合。不同的导体或回路产生相对运动时,会产生干扰,这就是干扰的感应。而感应形成的干扰,按机理的不同,可以分为两种:电场耦合干扰和磁场耦合干扰。
1 继电保护二次回路运行原理
发电厂继电保护二次回路主要由采集回路,控制回路和电源回路构成。采集回路一般通过电流电压互感器将高压电力设施的电流,电压,频率等电气表征量通过合理的二次回路连接到控制回路保护装置,保护装置对采集到的参量进行分析,比较,核算以确保电力设备的稳定运行并能及时的切除设备故障。发电厂主要电力设备包括电力线路、升压站、发电机、变压器、高压电动机和变频器等。电厂重要保护装置一般置于集控中心,大量的传输回路、二次线缆须长距离或暴露在高温管道附近等不利环境中,因此对于电厂继电保护二次回路抗干扰能力提出较高的要求。
2 发电厂继电干扰产生的原因
自然界中的雷击现象或某些特殊系统故障会对继电保护二次回路造成干扰。产生干扰的因素有很多,其中较为常见的是由于一些电力设备故障或非常态运行引起的。一旦操作未正确执行或发生操作故障,将会对次级电路产生影响。甚至可能导致系统瘫痪并导致大面积停电,这将对次级环路产生更大的影响。线路传导期间的电容耦合,电磁耦合和耦合是线路干扰的一些主要方式。以下是一些常见的干扰源:
(1)雨天的雷击因素
雷电对发电厂内部的电气设备的影响力与破坏力是巨大的,而且雷击的种类繁多,如直击雷、球形雷等。如果发电厂的避雷器或者是接地元件在雨天受到雷击之后,由于发电厂内部的地网是高阻抗型的,这就会使得雷击产生的高频电流在整个变电站中出现暂态电位升高的现象。而在这种高阻抗的干扰下,继电保护装置出现误动作的概率明显升高,装置的安全性、稳定性受到非常大得影响。
(2)高频因素
发电厂的电气设备,如果隔离开关的动作时间过长、动作过缓的话,那么在隔离开关的触点之间就会形成“电弧网络”,这样就会出现高频电流、高频电压等现象。在这种高频的状态下,会使得母线的周围形成非常强烈的电磁场,这就就会使得二次回路或者二次设备在运行时发生异常状况。如果这种干扰的强度过大,就会使得发电厂的继电保护装置出现异常的动作,从而干扰了保护装置的正常运行。
(3)辐射因素
发电厂为了能够满足整体的调控需要,整个电力系统将会配备大量的通信设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而通信设备如果在使用的时候就会产生相应的辐射,这种辐射就会对家电保护产生相应的干扰,从而影响到发电厂的继电保护装置的正常运作。
(4)电源的干扰因素
发电厂的设备在运行时,切不可忽视直流电源对其产生的干扰,发电厂的直流电一旦接地就会发生故障继而导致发电设备的异常,会使得发电厂的地网电位超出正常的数值。这种情况下,直流回路故障所导致的电源中断就会直接破坏继电保护装置在运行时的稳定性,而且由于分布电容或者是抗干扰电容的原因也会使得直流恢复时间较短。另外,电子设备的逻辑回路发生异常会导致继电保护的暂态电位差,从而使得继电保护系统在工作的时候被破坏。
3 继电干扰防范措施
3.1 对继电保护等装置的电位面进行建造
使得所有的继电保护盘柜都在同一相等的电位面上进行安放,此时如果连接接电主网以及此电位面,那么只要地网电位发生了变化,等电位面也会随之产生浮动,实现地网电位进入继电保护的有效避免进而对继电保护装置的安全性产生影响。这个措施会对50盒子的工频干扰产生有效的屏蔽作用,能在一定程度上保护继电保护装置。
3.2 利用屏蔽电缆于继电保护二次回路中
自然原因是引起雷电干扰的一部分原因,其是没有办法避免的,但也并不是没有解决的办法。对于雷电干扰问题,可以采用将屏蔽系统运用于继电保护回路中的方法,将交流电流、信号回路、电压回路以及直线控制回路等继电保护装置于开关场的位置进行引用操作,屏蔽电缆内部的屏蔽层两端是可以紧密牢靠的与地进行连接的,因此如果有雷电干扰出现,那么屏蔽电缆就会疏散其电压电流和干扰频率。在对电缆头进行制作之前,应该将10圈或以上的多股铜芯线缠绕在电缆的两个屏蔽层上,而且要固定该线圈,与此同时,封紧线圈时还要采用热缩管。在进行操作的过程中,另一个单股铜芯线的端点是需要紧紧靠在地上的,避免出现备用电缆芯两端都同时与地连接的情况,以保证抗干扰作用的有效实现。
3.3 将接地铜线敷设在高频电缆处
高频电缆的一端会出现高压暂停的状态如果其另一端与操作空母线分离,该过程中高电压状态会发生在收发信的机端上,在收发信机进行正常工作的过程中,如果有高电压经过那么就会出现收发信机的运行受到影响甚至收发信机部件受到损坏的现象,针对于此,可以连接滤波器的二次端子以及绝缘导线于开关场电缆屏蔽层处。如果要对室中高频电缆屏蔽层进行控制,应该在保护屏的接地铜排中接入多股铜线材料。为了实现开关场以及控制室内之间的过电流高频电缆屏蔽和地电位差造成的电压降的有效降低,相关人员应该在紧挨着电缆的地方进行两端接地铜线的敷设,100平方毫米是该铜线的截面控制范围,采用铜线对地网电位以及控制室电缆层连接的实现可以有效阻止高频干扰。
结语:继电保护的二次干扰受很多因素的影响,不可能完全消除二次回路的于扰,但在采用一些简单的措施后,可以显著地子以抑制。因此,除上述措施外,还可采取以下措施防止二次回路干扰:同一根电缆不用于直接通信和间接通信,强弱回路不在同一根电缆中;所有供电及回程导线必须毋于同一电缆中,避免由于环路布里形成的极大磁链产生很大的电磁感应;较大的中间继电器采用具有一个二极管和串联电阻的并联抗干扰方法;为防止无线电干扰,在控制室和保护室内设置电磁屏蔽网,保护室内使用无线对讲机;为防止雷电波的干扰,在可能引入雷电波的电路中安装避雷装置。
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论文作者:李增辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
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