抗干擾措施在繼電保護(hù)二次回路中應(yīng)用分析

熊 智

湖北省黃岡供電公司變電檢修中心，湖北 黃岡 438400

1 繼電保護(hù)二次回路常見的干擾源

在繼電保護(hù)二次回路中，常見的干擾源主要來自于以下幾個(gè)主面：第一，50Hz工頻干擾：如果大電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地短路的現(xiàn)象，則變電站接地網(wǎng)中會(huì)有故障電流流過，其經(jīng)過接地體的阻抗時(shí)，會(huì)有電壓降產(chǎn)生，從而變電站中各點(diǎn)的地電位差別會(huì)比較大。在同一個(gè)回路中，有多個(gè)分布在不同區(qū)域的不同接地點(diǎn)，在連接各接地點(diǎn)的電纜芯中，各接地點(diǎn)間的電位差會(huì)產(chǎn)生電流。而且在兩端接地的電纜芯中、多點(diǎn)接地的電纜屏蔽層中，地電位差也會(huì)產(chǎn)生電流，從而在電纜芯線中就會(huì)出現(xiàn)干擾電壓；第二，高頻干擾：如果諸如高壓隔離開關(guān)等控制變電站中的開關(guān)設(shè)備切合帶電的母線時(shí)，會(huì)在二次回路上引起高頻干擾，這一干擾電壓在經(jīng)過電容器、母線等設(shè)備后會(huì)直接進(jìn)入地網(wǎng)，從而產(chǎn)生一個(gè)高頻振蕩，其頻率在50Hz～1MHz之間，從而二次回路就會(huì)受到一定的高頻干擾；第三，雷電干擾：一年當(dāng)中會(huì)在一定時(shí)期出現(xiàn)時(shí)間長短不定的雨季，容易發(fā)生雷擊，此時(shí)電和磁耦合會(huì)在大地與高壓線間感應(yīng)出干擾電壓，這種干擾電壓即為雷電干擾，也會(huì)對二次回路產(chǎn)生影響；第四，控制回路所產(chǎn)生的干擾：如果繼電器的線圈或者接觸器斷開時(shí)，會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)干擾波，該寬頻譜干擾波的干擾頻率最高可達(dá)50MHz，因此會(huì)對二次回路產(chǎn)生非常大的影響；第五，高能輻射設(shè)備導(dǎo)致的干擾：如果在高壓區(qū)使用通訊工具，比如移動(dòng)電話或者對講機(jī)等等，也會(huì)有高頻的電磁場干擾出現(xiàn)。

2 繼電保護(hù)二次回路的抗干擾措施

可以采取以下措施提高繼電保護(hù)二次回路的抗干擾能力：

1）構(gòu)造繼電保護(hù)裝置等電位面

在控制室中有各種繼電保護(hù)盤柜，將這些設(shè)備集中在同一個(gè)等電位平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)等電位面和接地主網(wǎng)的一點(diǎn)聯(lián)接，等電位面的電位就能夠根據(jù)地網(wǎng)電位的變化而變化，以防止控制室地網(wǎng)的地電位差竄入繼電保護(hù)裝置中，對于屏蔽干擾非常有利。把各個(gè)保護(hù)屏的銅排首尾相連進(jìn)行焊接，形成閉環(huán)回路再連接控制室的地網(wǎng)即可。

2）沿高頻電纜敷設(shè)接地銅線

如果高頻同軸電纜一端接地且隔離開關(guān)操作空母線，則電纜另一端就會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)高電壓，此時(shí)在收發(fā)信機(jī)端子上會(huì)出現(xiàn)高電壓，收發(fā)信機(jī)的正常工作就會(huì)受到干擾，因此而中斷，嚴(yán)重的還有可以毀壞收發(fā)信機(jī)的部件。在開關(guān)場，高頻電纜的屏蔽層通過至少大于10mm2的絕緣導(dǎo)線與結(jié)合濾波器二次端子相連接，并將其連通引下，與分支銅導(dǎo)線焊接連在一起?？刂剖抑械母哳l電纜屏蔽層則采用1.5mm2～2.5mm2的多股銅線，與保護(hù)屏的接地銅排直接連接在一起，即可實(shí)現(xiàn)接地。不過有些人認(rèn)為只需將高頻電纜屏蔽層與收發(fā)信機(jī)接地端子相連接，不用與保護(hù)屏的接地銅排相連接，也可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)信機(jī)機(jī)殼的可靠接地，其實(shí)這只是做到了一點(diǎn)接地。為了使得開關(guān)場與控制室兩個(gè)接電點(diǎn)的地電位差進(jìn)一步降低，同時(shí)也要降低電流流過高頻電纜屏蔽層所導(dǎo)致的電壓降，可以將兩端接地的、截面面積為100mm2的接地銅線敷設(shè)在靠近電纜處，此銅線和地網(wǎng)在控制室的電纜層處連接，且一直延伸直至連接保護(hù)屏等電位面。

3）二次回路采用屏蔽電纜

保護(hù)裝置的交流電流、信號(hào)回路、電壓回路、直流控制回路等由開關(guān)場引入的電纜均使用諸如KVVP2-22等型號(hào)的屏蔽電纜，利用電組系數(shù)相對較小的銅制作屏蔽層。要保證屏蔽電纜的屏蔽層兩端實(shí)現(xiàn)可靠接地。在制作電纜頭時(shí)，先利用多股銅芯線在其兩端屏蔽層纏繞至少十圈，銅芯線的截面積為2.5mm2～4mm2，固定好以后再用熱縮管封緊，然后將單股銅芯線另一頭接地，并保證其可靠性。保護(hù)屏與屏底接地小銅排相連接，而開關(guān)端子箱則連接在可靠的接地點(diǎn)上。不過需要注意的是，抗干擾措施不能采用備用電纜兩頭同時(shí)接地的作法，因?yàn)殚_關(guān)場各處的地電位存在差異，如果備用電纜兩端接地不能避免電流流過，從而其中排列不對稱的工作電纜芯就會(huì)感應(yīng)出電勢，干擾保護(hù)。

4）更換結(jié)合濾波器

一些高頻通道采用的是變量器直接耦合，可以在其電纜芯回跨中串聯(lián)一個(gè)約0.047μF，交流耐壓2kV，1min的電容器。因?yàn)楦哳l電纜層兩點(diǎn)接地，如果高壓電網(wǎng)出現(xiàn)接地故障，當(dāng)變電所地網(wǎng)中有接地電流通過時(shí)，兩接地點(diǎn)間的工頻地電位差就會(huì)形成縱向電壓并引入至高頻電纜回路中，從而收發(fā)信機(jī)高頻變量就會(huì)呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，中斷發(fā)信，導(dǎo)致100Hz頻率收信缺口，從而使得高頻閉鎖保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。所以可以采用在該回路中串聯(lián)電容的方法將工頻電流阻斷。

5）保證電壓互感器的二次回路與三次回路的互相獨(dú)立

對于電壓互感器而言，傳統(tǒng)的接線方法是TV二次回路與三次回路的中性線共用同一根電纜芯，并與N600小母線相連接。這種方法用于常規(guī)保護(hù)時(shí)不會(huì)存在較大問題。但是微機(jī)保護(hù)應(yīng)用的越來越廣泛，它的最大特點(diǎn)就是其實(shí)現(xiàn)接地方向保護(hù)是通過自產(chǎn)3Uo來實(shí)現(xiàn)的，這一特點(diǎn)可能會(huì)使TV共用中性線導(dǎo)致零序方向保護(hù)誤動(dòng)，這一點(diǎn)是非常危險(xiǎn)的。因?yàn)槎位芈放c三次回路中性線共用了同一根電纜，則三次回路3Uo必然會(huì)對微機(jī)保護(hù)自產(chǎn)3Uo產(chǎn)生影響，其影響大小則由共用電纜芯的電阻以及三次回路的負(fù)載電阻來決定。共用一根中性線會(huì)導(dǎo)致三次回路3Uo與微機(jī)保護(hù)自產(chǎn)3Uo方向相反，從而導(dǎo)致接地零序方向保護(hù)正方向拒動(dòng)、反向誤動(dòng)。

總之，在全面分析了繼電保護(hù)二次回路的干擾源后，采取上述措施可以明顯提高保護(hù)的正確動(dòng)作率，使得保護(hù)裝置的作用得以充分發(fā)揮。當(dāng)然繼電保護(hù)二次回路的抗干擾技術(shù)仍是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，本文所提到的方法只是其中一部分，在實(shí)際工作中，只有周密的布置、完善的措施才能真正的把電磁干擾控制在適當(dāng)、無害的范圍。

[1]電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].2版.北京：水利電力出版社，2008.