發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)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(chǎng)繼電保護(hù)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(lái)，我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展迅速，科學(xué)技術(shù)也突飛猛進(jìn)，繼電保護(hù)設(shè)備逐漸被人們所關(guān)注。由于發(fā)電廠(chǎng)是我國(guó)電能生產(chǎn)的主要基地，所以對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的重視，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。本文主要對(duì)發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置的相關(guān)干擾因素進(jìn)行分析，并針對(duì)性的對(duì)繼電保護(hù)裝置提出相應(yīng)的解決措施。

繼電保護(hù)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(wú)論是人們的日常生活，還是社會(huì)發(fā)展都離不開(kāi)電力。電能主要是從各發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)不同的方式產(chǎn)生，然后經(jīng)過(guò)變電傳輸，再經(jīng)過(guò)分配進(jìn)入每家每戶(hù)、每一個(gè)企業(yè)供人們使用，形成一個(gè)完整的電力系統(tǒng)。而繼電保護(hù)裝置主要功能是保護(hù)電力系統(tǒng)正常安全運(yùn)行。因此，加大對(duì)繼電保護(hù)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(duì)繼電保護(hù)裝置的影響十分重要。

1 發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置的干擾因素

圖1 繼電保護(hù)裝置的干擾因素結(jié)構(gòu)圖

1．1發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置雷擊因素情況

電廠(chǎng)的電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于外界產(chǎn)生的雷電很敏感，其會(huì)直接影響到電力設(shè)備的安全運(yùn)行，其影響是不可忽視的。在實(shí)際工作中，電力設(shè)備如果被雷擊，那么就會(huì)導(dǎo)致其受到非常嚴(yán)重的損壞，還會(huì)直接影響到發(fā)電廠(chǎng)電力設(shè)備正常的運(yùn)行。在實(shí)際工作過(guò)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(lái)說(shuō)，該類(lèi)型的雷擊會(huì)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(yùn)行[1]。因?yàn)榘l(fā)電廠(chǎng)屬于高阻抗地網(wǎng)，所以，高頻電流就會(huì)在電廠(chǎng)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(shí)際工作中，如果遇到高頻電流對(duì)其產(chǎn)生作用，那么就會(huì)直接升高發(fā)電廠(chǎng)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(huì)直接提高繼電保護(hù)裝置發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作概率。

1.2 發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置高頻因素情況

一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)榘l(fā)電廠(chǎng)設(shè)備內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作非常的慢，其動(dòng)作時(shí)間也非常的長(zhǎng)，很容易在隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)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(huì)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(huì)直接對(duì)電廠(chǎng)電力設(shè)備的安全運(yùn)行造成影響。如果母線(xiàn)周?chē)嬖谥哳l狀態(tài)，那么就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)形成，具有一定的強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致二次回路受到影響，還會(huì)導(dǎo)致二次設(shè)備正常運(yùn)行受到直接的影響，導(dǎo)致運(yùn)行故障的出現(xiàn)。并且，在實(shí)際工作中如果遇到以下情況，那么就會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作處于異常狀態(tài)：繼電保護(hù)裝置邏輯元件的極限范圍明顯跟電場(chǎng)、磁場(chǎng)的強(qiáng)度不符，后者明顯超過(guò)[2]。

1.3 發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置輻射因素情況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷推進(jìn)，滿(mǎn)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(mǎn)足，很多電廠(chǎng)均按照實(shí)際情況的需要完成了移動(dòng)通信設(shè)備的有效配置。在實(shí)際中，使用通信設(shè)備會(huì)直接影響到電力設(shè)備的正常運(yùn)行。①在使用通信設(shè)備的基礎(chǔ)上，一定強(qiáng)度的電場(chǎng)以及磁場(chǎng)會(huì)在一定使用范圍內(nèi)形成，電廠(chǎng)電力設(shè)備的安全運(yùn)行則受到這部分強(qiáng)度的電場(chǎng)以及磁場(chǎng)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(huì)在一定范圍之內(nèi)形成，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用性能則受到輻射的直接影響。舉例：在周?chē)蹼娮釉O(shè)備的回路中，藕合到動(dòng)態(tài)變化的磁場(chǎng)，那就會(huì)感應(yīng)到高頻電壓信號(hào)源，但是高頻電壓信號(hào)源是錯(cuò)誤的，就會(huì)導(dǎo)致參數(shù)存在偏差，進(jìn)而造成繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作存在差異，最后直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4 發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置靜電因素情況

分析繼電保護(hù)裝置實(shí)際情況得到，在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中，電廠(chǎng)工作人員的衣物是最為主要的一個(gè)靜電因素。在高壓電環(huán)境下，電廠(chǎng)工作人員存在非常長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，所以在電廠(chǎng)工作人員的衣物上就會(huì)攜帶一定高壓電荷。上述存在的高壓電荷雖然不會(huì)直接對(duì)繼電保護(hù)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(chǎng)工作人員接觸發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置之后，就會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，直接影響到部分繼電保護(hù)裝置元件，還會(huì)影響到繼電保護(hù)裝置保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。對(duì)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)裝置靜電因素情況是不可避免的，我們需要在實(shí)際工作中進(jìn)一步重視以及關(guān)注靜電因素對(duì)繼電保護(hù)裝置所造成的影響，在分析影響的基礎(chǔ)上進(jìn)一步總結(jié)一系列有效的干預(yù)措施，促使對(duì)電廠(chǎng)繼電保護(hù)裝置保護(hù)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(chǎng)繼電保護(hù)裝置人為因素

除了以上因素之外，人為原因也是發(fā)電廠(chǎng)繼電保護(hù)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(huì)帶來(lái)繼電保護(hù)裝置工作的缺失，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的不穩(wěn)定。具體表現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置的安裝和檢修維護(hù)兩個(gè)方面。安裝繼電保護(hù)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(shí)淡薄的情況，將會(huì)使繼電保護(hù)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(hù)裝置的不穩(wěn)定。而在繼電保護(hù)裝置的檢修和維護(hù)中，如果工作人員出現(xiàn)沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)程去檢驗(yàn)裝置是否合格，二次回路是否存在問(wèn)題等情況，將會(huì)直接造成繼電保護(hù)裝置的不穩(wěn)定。

2 繼電保護(hù)裝置的防治方法

2.1 提供等電位平臺(tái)

繼電保護(hù)裝置都集中在繼電保護(hù)室內(nèi)，這就利于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行等電位面，并逐漸構(gòu)成等電位平臺(tái)，隨后通過(guò)使用等電位面和地網(wǎng)中的相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行連接，當(dāng)周?chē)鷧^(qū)域的地網(wǎng)電位產(chǎn)生浮動(dòng)的過(guò)程中，等電位面也會(huì)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(jìn)入構(gòu)筑的繼電保護(hù)裝置之中，并為其帶來(lái)不必要的干擾。一般情況下，我們通常使用以下幾種方法來(lái)構(gòu)建等電位連接平臺(tái)：①首尾相連焊接，逐漸形成保護(hù)屏銅排；②對(duì)保護(hù)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(hù)裝置中使得電源受到相應(yīng)干擾的情況主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：①過(guò)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(duì)過(guò)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(lái)解決過(guò)壓（或欠壓）等；而針對(duì)浪涌、跌落等，因幅值較大就會(huì)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(lái)改善該情況；針對(duì)瞬變脈沖等情況，可使用低通濾波器對(duì)其進(jìn)行濾除；由于尖峰脈沖的時(shí)間比較短，不會(huì)為系統(tǒng)帶來(lái)一定的損壞，但是卻會(huì)是系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)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(yùn)行，最終導(dǎo)致邏輯功能紊亂，針對(duì)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(gè)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(chǎng)越過(guò)該區(qū)域影響外界，也可以防止外界電磁場(chǎng)進(jìn)入某一區(qū)域。繼電保護(hù)室可以采用電磁屏蔽（輻射電磁場(chǎng)屏蔽），也就是在建造繼電保護(hù)室時(shí)在建筑墻內(nèi)敷設(shè)金屬屏蔽體。其主要的作用對(duì)輻射電磁場(chǎng)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(duì)入射電磁波通過(guò)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(shí)，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(huì)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(huì)逐漸衰減，最終使繼電保護(hù)室內(nèi)的設(shè)備受外界輻射的影響程度幾乎沒(méi)有。

2.4 采用隔離技術(shù)

在繼電保護(hù)裝置中，隔離的主要作用是將外接線(xiàn)路的地電位鏈接進(jìn)行隔離，例如信號(hào)線(xiàn)或者電源線(xiàn)等。目前，在保護(hù)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(hù)裝置中光電耦合器主要是通過(guò)利用光電器件通過(guò)將發(fā)端電信號(hào)逐漸向光信號(hào)轉(zhuǎn)變，隨后通過(guò)受端光信號(hào)向電信號(hào)等方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變的一種裝置。同時(shí)，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(gè)完整的光電耦合器。一般情況下，單個(gè)光隔離器可以有效的隔離10kV電壓，多用于傳輸開(kāi)關(guān)量的信號(hào)，也可以用于傳輸模擬量脈沖。

2.4.2 隔離變壓器

對(duì)繼電保護(hù)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(lái)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(qiáng)度的專(zhuān)用變壓器。常用于交流電路中隔開(kāi)接地回路，降低共模電壓。對(duì)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?yàn)樵谠?、副繞之間會(huì)出現(xiàn)耦合電容，所以會(huì)降低共模抑制比。對(duì)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(shí)際就是將電子設(shè)備或者電氣的某些點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接到地下的接地極裝置，主要是確保該點(diǎn)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(shí)確保設(shè)備能正常運(yùn)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(hù)裝備的外殼機(jī)架接入地下，以防止人身觸電和靜電放電。繼電保護(hù)設(shè)備的安全接地通常與一次設(shè)備的接地共用一個(gè)接地網(wǎng)，接地使用的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)該較短，這樣可以控制瞬時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電壓。

2.5.2 工作接地

其目的是為繼電保護(hù)設(shè)備的各類(lèi)電路提供一個(gè)電位基準(zhǔn)。接地線(xiàn)也可能作為各級(jí)電路之間信號(hào)傳輸?shù)姆祷赝芬约案骷?jí)電路供電線(xiàn)路的回路。

（1）控制電纜屏蔽層兩端同時(shí)接地

接入繼電保護(hù)裝置的各種回路均采用帶屏蔽的控制電纜，且屏蔽層在開(kāi)關(guān)場(chǎng)與控制室兩端同時(shí)接地，是一種有效的二次回路抗電磁干擾的措施?？刂齐娎|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(shí)減少干擾在二次電纜上的電壓降；②當(dāng)控制電纜為母線(xiàn)暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通所包圍時(shí)，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(xiàn)暫態(tài)磁通對(duì)電纜芯線(xiàn)的影響，因此控制電纜要進(jìn)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(guò)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(dòng)，同時(shí)地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時(shí)升高（根據(jù)大量的試驗(yàn)說(shuō)明，與正常交流電阻相比，地電阻常常增大10倍以上）。

（2）開(kāi)關(guān)場(chǎng)進(jìn)線(xiàn)在繼電保護(hù)屏端子處經(jīng)電容接地

在繼電保護(hù)屏中，有效的對(duì)電纜電磁干擾進(jìn)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(xiàn)傳送到回路控制中，控制電纜對(duì)這種干擾無(wú)法做到屏蔽，而傳導(dǎo)耦合的這種情況會(huì)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(xiàn)在操作暫停中，雖然總體水平較隔離開(kāi)關(guān)操作的情況為低，但是卻含有比較高頻分量，隨后通過(guò)傳導(dǎo)耦合對(duì)控制回路帶來(lái)一定的影響。雖然電流互感器一、二次線(xiàn)圈間往往都設(shè)置了屏蔽以降低線(xiàn)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(kāi)關(guān)場(chǎng)進(jìn)線(xiàn)的繼電保護(hù)屏端子上對(duì)地接入高頻濾波回路，而最為簡(jiǎn)便的是在這些端子上接入對(duì)地電容，來(lái)防止高頻分量進(jìn)入繼電保護(hù)裝置內(nèi)部。

2.6 制定繼電保護(hù)室準(zhǔn)入制度

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

2.7 加強(qiáng)工作人員的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)

人為原因?qū)е碌睦^電保護(hù)不穩(wěn)定是最難克服，同時(shí)也是最容易克服的。增強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)力度，提高工作人員的技術(shù)水平，通過(guò)宣傳職工職業(yè)道德和行為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(jìn)行安裝和檢修時(shí)，才能更好的減少因?yàn)榧夹g(shù)水平、職業(yè)水準(zhǔn)不夠、責(zé)任心不強(qiáng)和粗心馬虎帶來(lái)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(jìn)行安裝，檢查，檢驗(yàn)，排除隱患。如此，才能提高繼電保護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，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(jìn)而使得人們對(duì)電廠(chǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，可見(jiàn)，繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的作用。但是，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置尚且受到諸多因素干擾，因此加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重視和及時(shí)制定抗干擾措施，為發(fā)電廠(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。

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

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1004-7344（2016）36-0048-02

2016-12-7