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摘要:为了保证继电保护系统的可靠运行,其抗干扰是不容忽视的,由于干扰途径较多,且干扰源头的无法彻底遏制,因此,在实际的应用中设计人员应当根据实际的情况选择合适的抗干扰方法,最大程度上提高继电保护系统的抗干扰能力。同时相关的设计人员应当加强对关键技术的开发,提升系统的抗干扰性能与抗破坏能力。基于此本文分析了电力继电保护抗干扰措施与方法。
关键词:电力继电保护;抗干扰;措施
1、继电保护基本要求
继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。可靠性是指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,在正常运行状态时,不该动作时应可靠不动作。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行,可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求,主要由配置合理、性能优良的装置以及正常的维护和管理来保证;选择性指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网(包括同级)继电保护之间的整定,应遵循逐级配合的原则,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分,而其它非故障部分仍然继续供电;灵敏性是指设备或线路在被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数;速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,以减轻损坏程度,指保护装置应尽快切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。
2、继电保护系统常见干扰
2.1、高频干扰
断路器合闸以及隔离刀闸带电操作空母线等是高频干扰的主要来源,特别是隔离刀闸带电操作空母线,其在开始闪络拉弧的初始阶段将产生200~300/s的再点弧过程,每次沿母线传播其产生的前沿很陡的电流与电压波,并经母线终端及电容器设备注入地网,而行波在每一个断点处都会产生反射,从而出现各种高频振荡,最终高频振荡与二次回路耦合产生高频干扰。
2.2、辐射干扰
手机、对讲机等通讯设备对继电保护的辐射干扰是不容忽视的,这些设备使用过程会产生强辐射磁场,而变化的磁场会导致假信号源的产生,错误的信号容易造成数字回路逻辑的混乱,进而对继电保护产生严重的干扰,产生拒动或者误动。大量实践表明,在收发讯机、录波器等设备附近使用手机、对讲机等通讯设备,会造成收发讯机及录波器的启动,可以看出,手机、对讲机等通讯设备的辐射干扰对继电保护的影响是较为严重的。
2.3、直流干扰
直流电源干扰也较为常见,据日常工作经验统计,直流电源的产生主要受两方面原因的影响。①短时电源中断与恢复,以及直流回路存在故障。受抗干扰电容与分布电容的影响,直流恢复的周期变化较大,时长时短,而在直流电压这种恢复过程中,电子设备逻辑回路容易出现畸变现象,进而影响继电保护功能的正常发挥,甚至是误发信号,产生误动作。②受外部因素的影响,导致交流分量窜入到直流回路中,这对继电保护正常动作的影响是非常明显的,可以说只要有交流分量窜入,继电保护系统就会产生不稳定现象。
2.4、静电干扰
日常继电保护工作中,由于天气的干燥,工作人员衣物上容易附带高电压,进而将电荷带到工作现场,一旦继电保护工作人员接触电子设备,其衣物上的高电压就会对继电保护系统相关电子设备进行放电,严重情况下,会烧毁电子元件,造成继电保护系统损坏。
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2.5、雷击干扰
雷击干扰也是较为常见,雷击波通过母线传播,并经避雷器入地,由于电与磁之间的耦合,会在导线与地面之间产生干扰电波,特别是普通屏蔽电缆,严重情况下,雷击干扰电波可超过1kV,这对继电保护一、二次设备的影响是较为严重的。
3、电力继电保护抗干扰措施
3.1、继电保护装置抗干扰设计
(1)光电隔离措施。这种设计是利用光电耦合器将工控机控制的系统和外围的接口隔离开来,并且采用了接触器隔离的方法,这样就避免了强电流和弱电流之间的直接接触,从而达到了抗干扰的目的。(2)接地技术。把数字地、模拟地、功率地进行分离,这样可以有效地消除各个地线之间的干扰。对于微机保护的内插件而言,要严格遵守接地的原则。(3)在材料的选择上,采用了数据采集卡和数字输入输出控制卡,这两种卡都具备很强的抗干扰能力,这样就使继电保护装置的抗干扰能力达到很大的提高。
2.2、软件抗干扰能力设计
在继电保护系统中,主要软件抗干扰能力设计(1)系统的自我检查:在继电保护装置中,系统各项功能的工作状态,将进行自动检查,如果发现有故障时,它可以自动给用户进行提示,方便用户及时处理。(2)软件冗余设计:在继电保护装置的冗余设计中设置了数据冗余,这就把一些极为重要的数据增加了冗余位,增强了检查错误和纠正错误的能力。(3)软件陷阱:在电力系统的继电保护装置中设置软件陷阱,一旦受到干扰后,就会使程序指针混乱,当其执行了一段程序之后,就会落到陷阱中,提升继电保护装置的抗干扰能力
3.3、做好装置硬件抗干扰工作
继电保护及安全自动装置应选用抗干扰能力符合有关规程规定的产品,并采取必要的抗干扰措施,抗干扰能力不达标设备不能引入系统。例如:光耦开入的动作电压应控制在额定直流电源电压的55~70%范围以内;所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55~70%范围以内的中间继电器,并要求其动作功率不低于5W;保护装置本体的所有隔离变压器(电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等)的一二次线圈间必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏可靠接地等都是引进时必须具备的条件。利用先进的数据采集系统,从根本上隔离数字系统与模拟系统,不断提高继电保护装置的抗干扰能力。
3.4、强化二次系统风雷接地
在电力系统设计的过程中,一定要设计好相应的放射系统,防雷工作是电力系统保护站需要高度重视的环节,能够从根本上提高其抗干扰能力。具体而言,为了搞好防雷工作,首先是要搞好变电站二次系统的防雷工作。在整个过程中,要从根本上统筹系统的整体规划和全面设计,从隔离、屏蔽、接地、限幅等几个方面达到保护的根本目的。
3.5、加强继电保护装置与通讯设备的管理
随着继电保护智能化程度越高,继电保护装置与通讯设备连接更加紧密,通讯设备产生干扰及误信号也是不得不考虑的问题。继电保护装置不能与通讯设备共屏安装,当两者采用数字接口时尽量避免采用电连接方式;当两者之间采用接点接口时,接口回路工作电压应大于110V,以提高装置抗干扰能力。
总之,电力系统继电保护系统是电力系统继电保护的综合,其工作的可靠性是电网安全稳定运行的必要保障。但是在运行过程中,多方面的因素会对继电保护设备造成干扰,因此继电保护抗干扰问题是影响继电保护正常运行的一个影响因素,需要准确地找出故障的原因,及时切除故障,使电力系统继续稳定有效的工作下去。
参考文献:
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[3]薛志谋.电力系统微机继电保护装置的抗干扰措施[J].硅谷,2009,(12):14+170.
论文作者:王乐醒,金士琳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/11
标签:抗干扰论文; 继电保护论文; 干扰论文; 保护装置论文; 系统论文; 故障论文; 继电论文; 《电力设备》2017年第34期论文;