發(fā)電廠繼電保護裝置的相關(guān)干擾因素以及防治方法分析

秦清林

（大唐桂冠合山發(fā)電有限公司 廣西合山市 546501）

發(fā)電廠繼電保護裝置的相關(guān)干擾因素以及防治方法分析

秦清林

（大唐桂冠合山發(fā)電有限公司 廣西合山市 546501）

近年來，我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展迅速，科學(xué)技術(shù)也突飛猛進，繼電保護設(shè)備逐漸被人們所關(guān)注。由于發(fā)電廠是我國電能生產(chǎn)的主要基地，所以對繼電保護設(shè)備的重視，對發(fā)電廠的正常運行具有非常重要的作用。本文主要對發(fā)電廠繼電保護裝置的相關(guān)干擾因素進行分析，并針對性的對繼電保護裝置提出相應(yīng)的解決措施。

繼電保護裝置；干擾因素；防治方法

前言

電力是目前生活不可缺少的一種能源。無論是人們的日常生活，還是社會發(fā)展都離不開電力。電能主要是從各發(fā)電廠通過不同的方式產(chǎn)生，然后經(jīng)過變電傳輸，再經(jīng)過分配進入每家每戶、每一個企業(yè)供人們使用，形成一個完整的電力系統(tǒng)。而繼電保護裝置主要功能是保護電力系統(tǒng)正常安全運行。因此，加大對繼電保護裝置相關(guān)干擾因素的研究重視度，從而制定有效的防治方法，減少干擾因素對繼電保護裝置的影響十分重要。

1 發(fā)電廠繼電保護裝置的干擾因素

圖1 繼電保護裝置的干擾因素結(jié)構(gòu)圖

1．1發(fā)電廠繼電保護裝置雷擊因素情況

電廠的電力設(shè)備在運行過程中對于外界產(chǎn)生的雷電很敏感，其會直接影響到電力設(shè)備的安全運行，其影響是不可忽視的。在實際工作中，電力設(shè)備如果被雷擊，那么就會導(dǎo)致其受到非常嚴(yán)重的損壞，還會直接影響到發(fā)電廠電力設(shè)備正常的運行。在實際工作過程中，直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷等均屬于自然雷擊的形式，一般來說，該類型的雷擊會產(chǎn)生非常大的破壞力，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的正常運行[1]。因為發(fā)電廠屬于高阻抗地網(wǎng)，所以，高頻電流就會在電廠接地元件受到雷擊后或者是避雷設(shè)備受到雷擊后大量出現(xiàn)。在實際工作中，如果遇到高頻電流對其產(chǎn)生作用，那么就會直接升高發(fā)電廠變電站地網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電位，在上述的基礎(chǔ)上如果還存在高阻抗環(huán)境所產(chǎn)生的干擾，那么就會直接提高繼電保護裝置發(fā)生錯誤動作概率。

1.2 發(fā)電廠繼電保護裝置高頻因素情況

一般來說，因為發(fā)電廠設(shè)備內(nèi)隔離開關(guān)動作非常的慢，其動作時間也非常的長，很容易在隔離開關(guān)動觸頭跟靜觸頭之間產(chǎn)生“電弧閃絡(luò)”的情況，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致電壓、高頻電流等在電力設(shè)備之間形成，電壓、高頻電流等會直接對電廠電力設(shè)備的安全運行造成影響。如果母線周圍存在著高頻狀態(tài)，那么就會產(chǎn)生電場、磁場，電場、磁場形成，具有一定的強度時，進而導(dǎo)致二次回路受到影響，還會導(dǎo)致二次設(shè)備正常運行受到直接的影響，導(dǎo)致運行故障的出現(xiàn)。并且，在實際工作中如果遇到以下情況，那么就會導(dǎo)致繼電保護裝置的動作處于異常狀態(tài)：繼電保護裝置邏輯元件的極限范圍明顯跟電場、磁場的強度不符，后者明顯超過[2]。

1.3 發(fā)電廠繼電保護裝置輻射因素情況

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的不斷推進，滿足電能生產(chǎn)及調(diào)控迫在眉睫，想要電能生產(chǎn)以及調(diào)控得到根本上的滿足，很多電廠均按照實際情況的需要完成了移動通信設(shè)備的有效配置。在實際中，使用通信設(shè)備會直接影響到電力設(shè)備的正常運行。①在使用通信設(shè)備的基礎(chǔ)上，一定強度的電場以及磁場會在一定使用范圍內(nèi)形成，電廠電力設(shè)備的安全運行則受到這部分強度的電場以及磁場的直接影響。②在使用通信設(shè)備的基礎(chǔ)上，一定的輻射會在一定范圍之內(nèi)形成，繼電保護裝置的應(yīng)用性能則受到輻射的直接影響。舉例：在周圍弱電子設(shè)備的回路中，藕合到動態(tài)變化的磁場，那就會感應(yīng)到高頻電壓信號源，但是高頻電壓信號源是錯誤的，就會導(dǎo)致參數(shù)存在偏差，進而造成繼電保護裝置保護動作存在差異，最后直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1.4 發(fā)電廠繼電保護裝置靜電因素情況

分析繼電保護裝置實際情況得到，在繼電保護裝置運行過程中，電廠工作人員的衣物是最為主要的一個靜電因素。在高壓電環(huán)境下，電廠工作人員存在非常長的作業(yè)時間，所以在電廠工作人員的衣物上就會攜帶一定高壓電荷。上述存在的高壓電荷雖然不會直接對繼電保護裝置正常工作造成非常大的影響，但是在這部分?jǐn)y帶高壓電荷的電廠工作人員接觸發(fā)電廠繼電保護裝置之后，就會出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，直接影響到部分繼電保護裝置元件，還會影響到繼電保護裝置保護系統(tǒng)的安全運行。對電廠來說，繼電保護裝置靜電因素情況是不可避免的，我們需要在實際工作中進一步重視以及關(guān)注靜電因素對繼電保護裝置所造成的影響，在分析影響的基礎(chǔ)上進一步總結(jié)一系列有效的干預(yù)措施，促使對電廠繼電保護裝置保護作用產(chǎn)生直接影響的靜電因素得到有效地降低甚至避免。

1.5 發(fā)電廠繼電保護裝置人為因素

除了以上因素之外，人為原因也是發(fā)電廠繼電保護裝置的干擾因素。由于安裝、檢修等都需要人為操作，這些操作中存在的小紕漏將會帶來繼電保護裝置工作的缺失，導(dǎo)致繼電保護裝置的不穩(wěn)定。具體表現(xiàn)在繼電保護裝置的安裝和檢修維護兩個方面。安裝繼電保護裝置的工作人員，如果出現(xiàn)了技術(shù)水平不合格或者責(zé)任意識淡薄的情況，將會使繼電保護裝置安裝不恰當(dāng)，影響其正常的工作與作用發(fā)揮，造成繼電保護裝置的不穩(wěn)定。而在繼電保護裝置的檢修和維護中，如果工作人員出現(xiàn)沒有嚴(yán)格按照規(guī)程去檢驗裝置是否合格，二次回路是否存在問題等情況，將會直接造成繼電保護裝置的不穩(wěn)定。

2 繼電保護裝置的防治方法

2.1 提供等電位平臺

繼電保護裝置都集中在繼電保護室內(nèi)，這就利于繼電保護裝置進行等電位面，并逐漸構(gòu)成等電位平臺，隨后通過使用等電位面和地網(wǎng)中的相關(guān)點進行連接，當(dāng)周圍區(qū)域的地網(wǎng)電位產(chǎn)生浮動的過程中，等電位面也會慢慢出現(xiàn)相應(yīng)的變化，這樣就可以避免地網(wǎng)、地表等電位持續(xù)進入構(gòu)筑的繼電保護裝置之中，并為其帶來不必要的干擾。一般情況下，我們通常使用以下幾種方法來構(gòu)建等電位連接平臺：①首尾相連焊接，逐漸形成保護屏銅排；②對保護屏接地銅排以及框架等連接，最后將電纜層做成由銅排相連的框架。

2.2 采用電源濾波技術(shù)

繼電保護裝置中使得電源受到相應(yīng)干擾的情況主要有以下幾點內(nèi)容：①過壓或者停電、欠壓等；②浪涌與跌落等；③瞬變脈沖與峰尖脈沖等。針對過壓（或欠壓）等方面的解決辦法，現(xiàn)階段主要使用穩(wěn)壓器來解決過壓（或欠壓）等；而針對浪涌、跌落等，因幅值較大就會使得系統(tǒng)出現(xiàn)較大程度的損壞，一般在使用響應(yīng)較快速的交流電源穩(wěn)壓器來改善該情況；針對瞬變脈沖等情況，可使用低通濾波器對其進行濾除；由于尖峰脈沖的時間比較短，不會為系統(tǒng)帶來一定的損壞，但是卻會是系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，最終導(dǎo)致邏輯功能紊亂，針對該種情況可使用交流電源調(diào)節(jié)器、參數(shù)穩(wěn)定器、隔離變壓器等予以解決。

2.3 采用屏蔽技術(shù)

屏蔽的作用就是抑制（降低或完全隔斷）兩個區(qū)域之間的電磁耦合，它可以限制某一區(qū)域內(nèi)部的電磁場越過該區(qū)域影響外界，也可以防止外界電磁場進入某一區(qū)域。繼電保護室可以采用電磁屏蔽（輻射電磁場屏蔽），也就是在建造繼電保護室時在建筑墻內(nèi)敷設(shè)金屬屏蔽體。其主要的作用對輻射電磁場的電磁耦合具有一定的抑制作用，其中它多是因金屬屏蔽體對入射電磁波通過反射損耗、吸收損耗等逐漸演變而成的。當(dāng)電磁波逐漸滲透到金屬表面時，部分電磁波用于透入，而另一部分則用于反射；透入的電磁波會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)與渦流，從而使得功率逐漸損耗。因此，在導(dǎo)體內(nèi)的傳播中電磁波將會逐漸衰減，最終使繼電保護室內(nèi)的設(shè)備受外界輻射的影響程度幾乎沒有。

2.4 采用隔離技術(shù)

在繼電保護裝置中，隔離的主要作用是將外接線路的地電位鏈接進行隔離，例如信號線或者電源線等。目前，在保護裝置中采用的隔離器件主要有兩種：①隔離變壓器；②光電耦合器。

2.4.1 光電耦合器

在繼電保護裝置中光電耦合器主要是通過利用光電器件通過將發(fā)端電信號逐漸向光信號轉(zhuǎn)變，隨后通過受端光信號向電信號等方面進行轉(zhuǎn)變的一種裝置。同時，還可以將發(fā)光二極管與光敏二極管等兩者裝在一起，最終構(gòu)成一個完整的光電耦合器。一般情況下，單個光隔離器可以有效的隔離10kV電壓，多用于傳輸開關(guān)量的信號，也可以用于傳輸模擬量脈沖。

2.4.2 隔離變壓器

對繼電保護裝置中的電壓與電流等交流回路中，增加隔離的變壓器能有效的降低高頻和低頻帶來的干擾，一般情況下隔離變壓器的變比都是1：1，但原、副繞組間有較高絕緣強度的專用變壓器。常用于交流電路中隔開接地回路，降低共模電壓。對于50Hz及較低頻率，用隔離變壓器幾乎可以完全抑制共模干擾。在高頻下，因為在原、副繞之間會出現(xiàn)耦合電容，所以會降低共模抑制比。對此，可以在原、副繞之間增加屏蔽裝置。隔離變壓器不僅只有降低干擾的能力，它還具備最重要的功能則是防止反擊的發(fā)生。

2.5 采用接地技術(shù)

接地技術(shù)實際就是將電子設(shè)備或者電氣的某些點通過導(dǎo)線連接到地下的接地極裝置，主要是確保該點接近零電位或者在零電位，這樣才能保證人身和設(shè)備安全，同時確保設(shè)備能正常運轉(zhuǎn)。接地技術(shù)主要分為安全和工作地接兩種。

2.5.1 安全接地

安全接地就是把繼電保護裝備的外殼機架接入地下，以防止人身觸電和靜電放電。繼電保護設(shè)備的安全接地通常與一次設(shè)備的接地共用一個接地網(wǎng)，接地使用的導(dǎo)線應(yīng)該較短，這樣可以控制瞬時出現(xiàn)的過電壓。

2.5.2 工作接地

其目的是為繼電保護設(shè)備的各類電路提供一個電位基準(zhǔn)。接地線也可能作為各級電路之間信號傳輸?shù)姆祷赝芬约案骷夒娐饭╇娋€路的回路。

（1）控制電纜屏蔽層兩端同時接地

接入繼電保護裝置的各種回路均采用帶屏蔽的控制電纜，且屏蔽層在開關(guān)場與控制室兩端同時接地，是一種有效的二次回路抗電磁干擾的措施。控制電纜屏蔽層兩端接地的好處有：①可保證設(shè)備和人身的安全，避免一次電壓的串入，同時減少干擾在二次電纜上的電壓降；②當(dāng)控制電纜為母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通所包圍時，在電纜的屏蔽層中將感應(yīng)出屏蔽電流，由屏蔽電流產(chǎn)生的磁通，將抵消母線暫態(tài)磁通對電纜芯線的影響，因此控制電纜要進行屏蔽并且兩端接地；③可以降低由于地電位升高產(chǎn)生的暫態(tài)感應(yīng)電壓，當(dāng)雷電經(jīng)過避雷器注入地網(wǎng)，使變電站地網(wǎng)中的沖擊電流增大，將產(chǎn)生暫態(tài)的電位波動，同時地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時升高（根據(jù)大量的試驗說明，與正常交流電阻相比，地電阻常常增大10倍以上）。

（2）開關(guān)場進線在繼電保護屏端子處經(jīng)電容接地

在繼電保護屏中，有效的對電纜電磁干擾進行控制，就相當(dāng)于控制高頻傳導(dǎo)耦合。其中這種耦合主要是由母線傳送到回路控制中，控制電纜對這種干擾無法做到屏蔽，而傳導(dǎo)耦合的這種情況會伴隨著干擾頻率的增加而逐漸上升。如當(dāng)斷路器拉合空載母線在操作暫停中，雖然總體水平較隔離開關(guān)操作的情況為低，但是卻含有比較高頻分量，隨后通過傳導(dǎo)耦合對控制回路帶來一定的影響。雖然電流互感器一、二次線圈間往往都設(shè)置了屏蔽以降低線圈間的電容耦合，但在這些設(shè)備內(nèi)部仍然存在著其它的雜散耦合途徑。由于以上原因，除了采用頻傳電纜外，還應(yīng)在開關(guān)場進線的繼電保護屏端子上對地接入高頻濾波回路，而最為簡便的是在這些端子上接入對地電容，來防止高頻分量進入繼電保護裝置內(nèi)部。

2.6 制定繼電保護室準(zhǔn)入制度

由于繼電保護裝置都集中安裝在繼電保護室內(nèi)，為了便于防止繼電保護裝置受移動通信設(shè)備的輻射干擾，應(yīng)制定繼電保護室準(zhǔn)入制度：嚴(yán)格規(guī)定除運行巡檢人員和繼電保護專業(yè)人員外，嚴(yán)禁其他無關(guān)人員進入繼電保護室；進入繼電保護室的人員必須進行登記；進入人員不能攜帶任何無線通訊設(shè)備；在繼電保護室工作的人員嚴(yán)禁使用無線通訊設(shè)備。從制度上消除繼電保護裝置受移動通訊設(shè)備的輻射干擾。

2.7 加強工作人員的專業(yè)技能培訓(xùn)

人為原因?qū)е碌睦^電保護不穩(wěn)定是最難克服，同時也是最容易克服的。增強對工作人員的培訓(xùn)力度，提高工作人員的技術(shù)水平，通過宣傳職工職業(yè)道德和行為標(biāo)準(zhǔn)來提高工作人員的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)出職業(yè)責(zé)任感，在工作人員進行安裝和檢修時，才能更好的減少因為技術(shù)水平、職業(yè)水準(zhǔn)不夠、責(zé)任心不強和粗心馬虎帶來的工作失誤，工作人員應(yīng)嚴(yán)格的按照規(guī)程及工作標(biāo)準(zhǔn)進行安裝，檢查，檢驗，排除隱患。如此，才能提高繼電保護設(shè)備的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著信息化時代的到來，電力已經(jīng)成為當(dāng)代人們生活的必需品，成為了工業(yè)發(fā)展的前提，進而使得人們對電廠的安全、穩(wěn)定運行提出了更高的要求，可見，繼電保護裝置對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有非常重要的作用。但是，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實際應(yīng)用中電力系統(tǒng)繼電保護裝置尚且受到諸多因素干擾，因此加強對電力系統(tǒng)繼電保護裝置的重視和及時制定抗干擾措施，為發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用。

[1]夏偉元.火力發(fā)電廠繼電保護設(shè)備的檢修方案研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016，05（23）：123～124.

[2]馬晉輝.火力發(fā)電廠繼電保護管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，08（17）：63～66.

[3]于群.電力系統(tǒng)微機繼電保護，2008.

[4]徐偉.微機繼電保護抗干擾的研究[J].工程技術(shù)，2016，05.

TM774

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1004-7344（2016）36-0048-02

2016-12-7