摘要:继电保护装置一般由测量回路、逻辑回路和出口回路组成。测量回路从CT、PT采样一次设备电流、电压信息与装置内部设定的电流电压信息相比较,做出是否越限的判断;逻辑回路是将各个测量信息综合起来,做出是否出口动作的判断;出口回路则是将动作的信息转化为驱动一次设备的动作行为,保证一次设备可靠动作。现今的继电保护也由低功耗小体积、高灵敏高可靠,逐步向自动化、智能化发展。因此保护的抗干扰能力也应相应增强和完善。
关键词:继电保护;抗干扰;探索
1导言
继电保护作为保证电力系统正常运行的重要安全防线,其可靠性尤为关键。但在继电保护系统运行过程中,受继保装置本身、外部环境等多个因素的影响,会出现各种干扰问题,进而影响保护动作的正确执行,产生误动作或者不动作,对电力系统安全运行产生不良影响,因此,对继电保护各种干扰及抗干扰措施的研究具有重要的意义。
2变电站继电保护干扰类型
2.1接地故障型
当变电站内部产生了单相或是多相接地故障时,就会使部分故障电流到达变压器中性点的部位,经过地网流至架空地线,回到故障位置,由于强大的故障电流流经接地点到达地网,从而导致地网中的很多点之间产生较高的电势差距,通常称作50Hz的工频干扰,从而造成了高频的保护受到干扰。
2.2断路器造成故障
在直流控制回路中,当电感线圈断开时,有很大的可能将会产生一种较宽频谱的电波,对继电保护产生干扰。甚至当有人使用移动电话或是对讲机等通信设备的时候,也会产生高频的电磁场干扰。
2.3电感耦合型
在某些情况中,隔离开关动作时产生的雷电电流,会通过高压主线,在其周围形成了磁场。然而二次电缆将会处在某些磁通范围内,从而在二次设备回路中形成电压,造成对地的干扰,严重的时候甚至会传到其它的二次设备的端口上,导致继电保护设备受到干扰。
2.4雷电干扰型
变电站本身具有超强的电荷,所以在夏季这样雷雨相对时很容易发生雷击事件,如果雷击恰好击中了户外构架或者是线路,就会使强大的电流流入地网内,倘若二次设备电缆屏蔽层在不同的接地点位置接地,就会因为地网电阻的产生造成电缆屏蔽层在瞬间形成电流,这样更容易导致二次设备的电缆中遭受到干扰电压,而且感应的过电压很有可能经过有关的设备,流入到二次回路中,对变电站的继电保护形成干扰,甚至破坏。
3继电保护系统常见干扰
3.1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。
3.2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。
3.3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。
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3.4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。
4继电保护的抗干扰措施
4.1接地
接地是电力系统中的一种非常有效的抗干扰的技术措施电器设备接地不仅为了保护设备,也同时起到人身安全的防护作用,继电保护装置柜体、电子仪器外壳或屏蔽层通过接地使高频干扰电压形成低阻通路,可达到防止其对装置引起干扰另外,一个测量系统中有两点或两点以上接地,则两点间的地电位差会引起干扰,因而一般都采用“一点接地”的准则如一变电站中的几组电压互感器,其二次回路的中性线需要都引入室内,在母线上连接并一点接地,以防止将开关场的地电位差引入继保回路对微机保护集成电路保护而言,保护机箱、机柜结构上的良好接地系统对抵抗幅射电磁干扰是十分重要的,这要求保护继电器应采取表板、机箱可靠接触并接地,机柜前后门可靠接地,各层机箱接地,并且接地线要粗(绞股线)且直接焊接在柜接地条上,将幅射电磁干扰信号尽可能旁路到地里另外要注意,电子技术中信号的基准电位“地”与测量装置中的接地(输入与输出信号的公共零电位),两者不能混淆所以通常电子装置或设备有三种性质的地线,信号地线、金属地线(机壳、机箱的保护地线)与驱动回路地线,这三种地线应该分开设置,并通过一点接地,可避免因公共地线各点电位不同而产生的干扰
4.2屏蔽
屏蔽是防止静电电场电磁相互感应的方法,它的目的就是隔断“场”与继电保护微机装置内部,通常蔽指的就是静电屏蔽和电磁感应屏蔽。静电屏蔽应具有完善的屏蔽体和良好的接地。电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。因此如铜板铜箔、铝板铝箔、金属镀层和导电涂层等高导电性的材料常作为屏蔽材料,以满足电磁兼容性要求。实际变电站二次设备的电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构,即导电的连续性机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料,它能够保持缝隙处的导电连续性。机箱上开口的电磁泄漏与开口的形状、辐射源的特性和辐射源到开口处的距离有关。通过适当设计开口尺寸和辐射源到开口的距离也能够改善屏蔽效能。二次电缆也应采用屏蔽电缆,尽量减少接头。对于重要的控制电缆,在设计中应采用完整的电缆,尽量考虑减少电缆的长度电缆的敷设也是一个重要环节,二次回路中来回的两根芯线必须在同一根电缆中,以避免产生过大的差模电压,由电容式设备来的二次电缆应紧靠接地引下线敷设;禁止不同能量等级的强电与弱电回路共用一根电缆滤波、退耦滤波器是抑制经导线耦合到电子电路及电气设备的干扰的一种有效方法。在继电保护电路中滤波器随处可见,在交直流电源输入回路、逻辑鉴别回路、高频收发讯回路中滤波器都起着重要作用。交流信号输入通道都有前置模拟低通滤波器,兼有抗干扰的作用交直流信号输入通道两个端子间应装上0.01-0.0471}F的退祸电容,为高频横模干扰信号提供旁路从抗干扰角度考虑,RC滤波器比LC滤波器好,因为RC滤波器是耗散式滤波器,把噪声能量变成热能耗散掉了,而LC滤波器则会产生附加的磁场干扰,所以电感要加屏蔽罩在电源系统中,对每个电路或每个组件都要采用退祸电路供电。
4.3隔离
为了抑制共模干扰,保护装置中与外界连接的线路如模拟量、输入输出开关量、数字量和电源线等,经由光电隔离或隔离变压器隔离后再进入装置内部其中光电隔离主要通过光电耦合器将外部开关量信号及开关量输出和内部电气回路进行隔离,隔离变压器主要通过专用变压器将一、二次侧的交流回路隔离。
5结语
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,必须综合性的加以考虑,然而继电保护系统抗干扰能力提高的关键还是在于装置本身,这是解决继电保护系统干扰问题的根本,当然还需要在继电保护工作过程中意识到干扰的破坏性及抗干扰的重要性。
参考文献:
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论文作者:吴景
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/18
标签:干扰论文; 回路论文; 继电保护论文; 抗干扰论文; 屏蔽论文; 电缆论文; 地线论文; 《电力设备》2017年第16期论文;