繼電保護(hù)二次回路抗干擾策略解析

李方

(國網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

繼電保護(hù)二次回路抗干擾策略解析

李方

(國網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司,福建尤溪 365100)

從實際工作的角度看,繼電保護(hù)二次回路的干擾源是系統(tǒng)問題也有外部因素,其主要的源頭是在日常的操作中,因此在實際的控制策略選擇中應(yīng)考慮電容耦合、磁耦合、傳導(dǎo)耦合等情況,根據(jù)干擾源設(shè)置抗干擾策略,以此獲得更好的抗干擾的效果。

繼電保護(hù) 干擾源 控制策略 措施分析

電網(wǎng)二次回路中的干擾對于電網(wǎng)的運(yùn)行有較大的影響,尤其是在繼電保護(hù)裝置作為重要設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中,二次干擾的比例較大其主要的干擾源包括高頻干擾、工頻干擾、雷電等,但是多數(shù)的干擾都是因為操作不夠規(guī)范而導(dǎo)致的,所以在實際的工作中可以利用一些抗干擾的措施來克服繼電保護(hù)二次回路中的干擾。

1 繼電保護(hù)二次回路的干擾源分析

(1)高頻干擾源。變電操作中,開關(guān)設(shè)備的開關(guān)會引發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的頻率改變,容易在繼電保護(hù)二次回路中誘發(fā)高頻率的干擾。如開關(guān)投切中帶電母線、高壓隔離等操作不夠規(guī)范,就會早電路中引起高頻干擾,干擾電壓主要是通過容電器和母線裝置進(jìn)入到接地網(wǎng)絡(luò)中,此時產(chǎn)生的高頻振蕩在50-1M赫茲之間,構(gòu)成了對二次回路的高頻干擾。(2)工頻干擾源。工頻干擾是50赫茲的干擾,是因為電力系統(tǒng)中大電流基地系統(tǒng)如果出現(xiàn)單向的接地短路故障,這樣的故障出現(xiàn)就會影響電流頻率,電流經(jīng)過接地阻抗的時候就引發(fā)了電壓降低。這就引發(fā)了電力系統(tǒng)中變電站內(nèi)的電位出現(xiàn)不平衡,同時外地電位差在多點接地的電纜屏蔽層和兩端接地電纜芯之間就會出現(xiàn)異常的電流,如果電流過大就會在電纜的芯中出現(xiàn)電壓干擾。(3)雷電干擾源。雷電是自然界的放電現(xiàn)象,其干擾的形成包括了自然和人為兩種,雷雨天氣雷電會導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)中的電磁耦合,此時就會導(dǎo)致高壓導(dǎo)線與大氣之間出現(xiàn)電壓干擾,這就是雷電干擾的形成。同時,如果雷電防護(hù)措施不當(dāng)也會導(dǎo)致雷電干擾的形成。(4)輻射干擾源。電力系統(tǒng)中一些電磁干擾是不可避免的,如在高壓過渡區(qū)出現(xiàn)移動電話或者對講機(jī)的使用,以及一些電磁原理的設(shè)備被應(yīng)用時就會出現(xiàn)電磁干擾,這樣的干擾源是隨機(jī)而偶發(fā)的。(5)控制干擾源。電網(wǎng)中對系統(tǒng)的控制是需要回路來完成的,需要斷開接觸器或者繼電器等,這些操作都會引發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的電流和電壓的波動,容易產(chǎn)生高頻干擾,實踐中的經(jīng)驗說明這樣的高頻干擾可以高達(dá)50MHZ。

2 二次回路的抗干擾策略分析

(1)耦合型預(yù)防策略。首先,控制二次電纜與母線之間的平行段長度,合理的設(shè)置干擾源和被干擾回路之間的位置,通過加大一次設(shè)備和二次電纜之間的孔隙和電容分布等,調(diào)節(jié)耦合阻抗來減弱干擾；其次,在二次回路中進(jìn)行抗干擾的設(shè)備的引入,如果保護(hù)裝置的直流電源入口和交流電互感器等接入增加部分抗干擾電容,則可以較大程度上的控制干擾范圍和負(fù)面影響。第三,按照相關(guān)輔助裝置的設(shè)計規(guī)則,變電站出口中間繼電保護(hù)器的動作電源應(yīng)在一定的區(qū)間內(nèi),兩外保護(hù)采用強(qiáng)電開關(guān)替代弱點開入,可以增加一定的抗干擾能力。第四,采用具有屏蔽功能的電纜將屏蔽層和接地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠連接,可以對靜電干擾、電磁干擾、高頻干擾等有一定的抑制作用。當(dāng)然屏蔽電纜的抗干擾效果與材料性質(zhì)和工藝、接地方式等有直接關(guān)系,因此可以利用合理的選擇來控制屏蔽電纜的抗干擾效果,提高其對靜電、電磁干擾的抵抗能力。最后,充分利用變點站中的自然屏蔽物體對靜電干擾進(jìn)行抑制和消除,如電纜隧道和電纜溝中的鋼筋以及金屬結(jié)構(gòu)部件等,亦或是建筑中的鋼筋,其都可作為屏蔽物幫助實現(xiàn)對干擾的控制。同時需要注意的是在連接方式上加以合理設(shè)計這樣才能保證抗干擾的效果。(2)電磁型預(yù)防策略。首先,電纜溝可以盡量與一次載流導(dǎo)體設(shè)置為直角,一次減少平行段的距離。對直流電和交流電、電壓互感器二次回路中都可將同一回路的電纜芯設(shè)置在同一根電纜中,此類策略可以降低感應(yīng)電壓也可對任何頻率的干擾起到良好的抑制作用。其次,要控制感應(yīng)磁通,消除二次回路的感應(yīng)電壓,在干擾源和二次回路之間設(shè)置屏蔽裝置,如鎧裝電纜、鋼板保護(hù)柜等都可以起到一定的抗干擾的作用。同時在選擇控制電纜的時候,應(yīng)嚴(yán)格按照導(dǎo)磁系數(shù)、高頻集膚效應(yīng)、屏蔽電阻等相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行選擇。第三,采用非磁性的屏蔽層,因為空氣導(dǎo)磁率與之相近,其干擾可以直接到達(dá)電纜芯嗎。而在高頻干擾磁場中,會出現(xiàn)感應(yīng)渦流,可以直接抵消干擾磁通,使得線芯不受影響。這樣的的屏蔽效率可以達(dá)到10-100HZ,且屏蔽層的電導(dǎo)率、厚度、外徑等呈現(xiàn)反比,這點可以作為屏蔽層設(shè)置的依據(jù)。(3)設(shè)置電位差的策略。在控制干擾的措施中,要控制電位差對二次回路的干擾,可以設(shè)置一個銅排連接的接地網(wǎng)絡(luò)。將各個可能出現(xiàn)的電位差的點連接起來,降低差值。為了控制接地電位差的地網(wǎng)電流串入二次回路,影響其正常的保護(hù)動作,應(yīng)保證電流和電壓互感器中只有一個接地點,如果電氣回路有兩個接地點,則容易導(dǎo)致誤動,采用該策略時應(yīng)注意這一點。(4)微機(jī)防護(hù)策略。微機(jī)保護(hù)裝置的采用開源提高抗干擾的效果,所以在選擇裝置時應(yīng)考慮高效的裝置,通過微機(jī)保護(hù)裝置將電流進(jìn)行抗干擾處理,然后進(jìn)入到保護(hù)屏內(nèi),將抗干擾電容連接在回路導(dǎo)線和大地之間,經(jīng)過抗干擾處理后的線路,應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離直流操作回路以及高頻輸入回路,以此保護(hù)其不會受到二次干擾。(5)二次回路接地防護(hù)策略。在設(shè)置中,將設(shè)備外殼、電纜屏蔽層、電壓互感器等二次回路進(jìn)行一點可靠接地,要求在變電站控制室內(nèi)建立等電位的接地網(wǎng)。首先,屏柜和地面定相關(guān)部位的接地方式以及銅排型號等應(yīng)按照規(guī)范選擇；其次保護(hù)屏蔽電纜層應(yīng)開關(guān)場與控制是兩端實現(xiàn)等電位,互感器二次高壓箱體與分線箱之間的電纜屏蔽層應(yīng)和高壓箱體兩端接地。對于雙層屏蔽內(nèi)層一點接地外也應(yīng)在外層兩端接地。第三,傳送音頻和視頻信號應(yīng)采用屏蔽雙絞線,也是內(nèi)層一點和外層兩端接地；長度較大的數(shù)字信號傳輸?shù)葢?yīng)進(jìn)行光纖傳輸,對低頻信號線纜應(yīng)在不平衡端或者線路本身進(jìn)行接地。

3 結(jié)語

經(jīng)過上述分析,可以了解到繼電保護(hù)二次回路中的干擾源較為多樣,且干擾互相往往不是單一的原因。所以在考慮抗干擾策略的時候應(yīng)考慮進(jìn)行多點和多樣的防護(hù)策略,即在系統(tǒng)中選采用多種防控措施來有效的保護(hù)核心線路不被干擾。采用這些措施可以有效的提高保護(hù)動作的準(zhǔn)確性,使得保護(hù)裝置在電力網(wǎng)絡(luò)中起到應(yīng)有的作用。當(dāng)然在二次回路的抗干擾技術(shù)選擇和應(yīng)用中仍需要針對系統(tǒng)特點進(jìn)行選擇,并利用宏觀和微觀的角度進(jìn)行考量,以此來解決二次回路中干擾問題的負(fù)面影響。

[1]李昱坤.配電系統(tǒng)繼電保護(hù)常見的問題及對策[J].通訊世界,2014(04):25-26.

[2]孟祥晨.淺談繼電保護(hù)及二次回路的抗干擾[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(03):25-26.