發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備二次回路干擾分析及處理措施

王治國(guó)

摘 要：該文介紹了一種輕便的輸電線路異物清除裝置，通過(guò)2.4G無(wú)線遙控器來(lái)控制該裝置在輸電導(dǎo)線上行走并能攜帶機(jī)械剪除異物裝置，通過(guò)遙控控制機(jī)械剪除裝置剪除異物，也可以攜帶電加熱裝置，通過(guò)遙控控制給電阻絲通電發(fā)熱的方式熔斷纏繞在導(dǎo)線的異物。

關(guān)鍵詞：二次回路 抗干擾 具體措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TE357.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（a）-0117-02

1 前言

隨著繼電保護(hù)自動(dòng)裝置微機(jī)化、電子化的發(fā)展，提高發(fā)電廠電氣設(shè)備的二次回路抗干擾能力是解決電力系統(tǒng)故障，減少危及安全運(yùn)行異常現(xiàn)象的重要技術(shù)措施之一，必須引起發(fā)電廠技術(shù)管理人員的充分重視，積極制定相應(yīng)的具體改造與完善措施。二次回路的干擾多種多樣，傳播途徑也各有不同，根據(jù)總結(jié)分析，主要有以下3種情況。

（1）傳導(dǎo)。通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合到另外一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)，就是人們所說(shuō)的傳導(dǎo)干擾，這在發(fā)電廠二次回路中十分常見(jiàn)。

（2）輻射。所謂輻射干擾，就是指干擾源通過(guò)空間把其信號(hào)耦合到另外一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。

（3）感應(yīng)與耦合。不同的導(dǎo)體或回路產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干擾，這就是干擾的感應(yīng)。而感應(yīng)形成的干擾，按機(jī)理的不同，可以分為兩種：電場(chǎng)耦合干擾和磁場(chǎng)耦合干擾。

2 發(fā)電廠干擾源

發(fā)電廠電氣設(shè)備導(dǎo)線按照一次電纜，二次電纜分層布置，通常都會(huì)一排排的捆扎。這樣做確實(shí)有不可替代的好處，可以使電纜整齊美觀、便于固定以及維修檢查，但是也有無(wú)法避免的問(wèn)題。電纜進(jìn)行這種線圈式捆綁，會(huì)使得設(shè)備電纜的導(dǎo)線之間存在不同程度的耦合感應(yīng)作用，產(chǎn)生干擾。一次導(dǎo)線因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，電流大，會(huì)產(chǎn)生更大的干擾。這種干擾嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能降級(jí)甚至是設(shè)備功能故障，無(wú)法正常工作。電纜中導(dǎo)線之間耦合而產(chǎn)生干擾，是電氣工程中最常見(jiàn)的干擾模式之一。

當(dāng)發(fā)電廠的接地部件或避雷器遭受雷擊時(shí)，雷電波在釋放過(guò)程中折射、反射，在電氣設(shè)備中傳導(dǎo)，發(fā)生二次放電，很容易導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作甚至燒壞靈敏設(shè)備。發(fā)電廠高壓斷路器合分閘操作時(shí)，在斷路器的兩個(gè)觸點(diǎn)間就會(huì)產(chǎn)生電弧閃絡(luò)，形成高頻阻尼振蕩波，出現(xiàn)高頻電流，特別是在空載線路合分閘過(guò)程中，因?yàn)殡娙菪?yīng)，電弧很容易發(fā)生重燃。高頻電流通過(guò)接地電容流入地網(wǎng)，將引起地電位的波動(dòng)。高頻電流通過(guò)一次母線時(shí)，將在母線周?chē)袘?yīng)很強(qiáng)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，從而對(duì)附近二次回路和保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生高頻干擾，發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生單相多相接地故障時(shí)，在發(fā)電廠地網(wǎng)中和大地中流過(guò)不同程度接地故障電流，使得地網(wǎng)電位升高，不同地點(diǎn)產(chǎn)生電位差，該電位的幅值決定于地網(wǎng)接地電阻及入地電流的大小，按我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定其最大值可達(dá)每千安故障電壓10 V。

發(fā)電廠電壓較高的長(zhǎng)電纜跳閘回路，電纜芯線間分布電容較大，隨著線路容抗增大到一定值后，便有可能使得加于繼電器線圈上的電壓高于該繼電器線圈的釋放電壓，從而引起線圈動(dòng)作，保護(hù)誤出口。當(dāng)斷開(kāi)直流接觸器或者繼電器的線圈時(shí)，因?yàn)殡姼芯€圈的能量難以釋放會(huì)產(chǎn)生寬頻譜的干擾波，其干擾頻率甚至可達(dá)到50 MHz。對(duì)同一電源系統(tǒng)相近的其他回路產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。

如今手機(jī)和對(duì)講機(jī)等移動(dòng)通信經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工具保護(hù)裝置周?chē)?，高能輻射設(shè)備發(fā)出交變的電磁場(chǎng)信號(hào)，耦合到附近的保護(hù)設(shè)備的回路中，感應(yīng)出高頻電壓，形成一個(gè)干擾源，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不正確動(dòng)作。

3 二次回路抗干擾具體措施

3.1 接地網(wǎng)抗干擾措施

發(fā)電廠多采用聯(lián)合接地系統(tǒng)，設(shè)置環(huán)形水平接地帶，形成均壓帶，構(gòu)建等電位網(wǎng)。對(duì)于腐蝕較嚴(yán)重的地方采用銅質(zhì)材料接地網(wǎng)。發(fā)電廠主廠房?jī)?nèi)電纜室內(nèi)沿柜屏布置的方向敷設(shè)首末端連接的截面不小于100 mm2的銅排或銅絞線，形成保護(hù)室內(nèi)的環(huán)形二次屏蔽接地網(wǎng)。保護(hù)室內(nèi)的二次屏蔽接地網(wǎng)經(jīng)4根截面不小于50 mm2 的銅排或銅絞線在控制室電纜夾層處一點(diǎn)與發(fā)電廠主接地網(wǎng)引下線可靠連接。室外升壓站沿二次電纜溝道敷設(shè)截面不小于100 mm2的銅排或銅絞線，形成室外二次接地網(wǎng)。并與保護(hù)室電纜層接地網(wǎng)單點(diǎn)連接。通過(guò)以上方式的布置使發(fā)電廠內(nèi)各處電壓盡可能平衡，盡量使各接地點(diǎn)等電位，減少對(duì)保護(hù)動(dòng)作行為的影響。

3.2 二次電纜抗干擾措施

發(fā)電廠內(nèi)的二次電纜一般采用KVVP型電纜，即銅芯聚氯乙烯絕緣護(hù)套編織屏蔽控制電纜，帶有細(xì)銅絲編織成網(wǎng)狀的屏蔽線。控制電纜一端接地及兩端接地各有優(yōu)缺點(diǎn)，屏蔽層一端接地時(shí)，屏蔽層電壓為零，對(duì)電容性耦合干擾有較大的抑制作用，可顯著降低靜電感應(yīng)電壓。兩端接地時(shí)，由于電磁感應(yīng)可抑制互感耦合的干擾。屏蔽層產(chǎn)生感應(yīng)縱向電壓，產(chǎn)生與主干擾場(chǎng)相反的二次場(chǎng)，抵消了主干擾場(chǎng)作用。可將感應(yīng)電壓降到不接地時(shí)感應(yīng)電壓的1%以下。發(fā)電廠內(nèi)的保護(hù)控制電纜為集中并列敷設(shè)，導(dǎo)線之間的信號(hào)干擾為主要干擾源，采用帶屏蔽層控制電纜，選用兩端同時(shí)接地方式是國(guó)際通用的一種二次回路抗電磁干擾方式。

3.3 二次防雷措施

（1）在配電變壓器的高低壓側(cè)均應(yīng)在靠近變壓器處裝氧化鋅避雷器進(jìn)行保護(hù)，并且高低壓側(cè)避雷器與變壓器二次側(cè)中性線三點(diǎn)聯(lián)合接地。

（2）在微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化裝置采取防止高、地電位反擊的隔離措施如光電隔離、變壓器隔離，并加裝浪涌電壓吸收裝置。

（3）建筑物金屬門(mén)窗，燈具等?？赡芤蚶纂姸涡?yīng)危害保護(hù)裝置，就近多點(diǎn)接地。

3.4 微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置采取的抗干擾措施

微機(jī)保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的抗干擾措施主要有以下幾點(diǎn)。

（1）微機(jī)保護(hù)裝置的機(jī)柜機(jī)箱必須可靠接地，微機(jī)保護(hù)屏要與接地銅排相連接。

（2）在所有電壓、電流、直流逆變電源等信號(hào)輸入端加裝無(wú)源濾波器，削弱竄入的干擾信號(hào)。信號(hào)隔離變壓器一、二次繞組間必須有良好的屏蔽層，確保屏蔽層可靠接地。

（3）微機(jī)保護(hù)裝置強(qiáng)弱電開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出接點(diǎn)（跳閘出口和監(jiān)視信號(hào)等）都應(yīng)采用光電隔離。另外，CPU插件、微機(jī)保護(hù)裝置的電源等方面也要采用相應(yīng)的措施。例如：CPU插件的總線不能外引，背板走線要采用抗干擾設(shè)計(jì)，微機(jī)保護(hù)裝置的電源要加濾波措施，引入保護(hù)裝置的逆變電流的直流電源必須經(jīng)過(guò)抗干擾處理。

3.5 按規(guī)程及反措要求抗干擾措施

根據(jù)二十五項(xiàng)反措要求：規(guī)范控制電纜的鋪設(shè)，發(fā)電廠設(shè)計(jì)時(shí)考慮好電纜溝的走向，一二次電纜分層布置，盡量避免與電力電纜距離過(guò)近。避開(kāi)高壓母線高頻電流的入地點(diǎn)，加大干擾源與二次電纜的距離，減小耦合電容。強(qiáng)弱電信號(hào)，交直流回路不得共用一根電纜，交流電壓交流電流不合用一根電纜，電纜備用芯不能作為接地線使用。CT二次回路必須有且只能有一點(diǎn)接地；PT二次回路只允許有一點(diǎn)接地，保護(hù)的開(kāi)出直跳回路采用強(qiáng)電大功率中間繼電器。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)隨著繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、電子化的發(fā)展，越來(lái)越多的繼電保護(hù)故障，主要由二次回路存在干擾問(wèn)題、設(shè)計(jì)缺陷、施工過(guò)程中的失誤造成保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)，該文對(duì)發(fā)電廠二次回路干擾問(wèn)題進(jìn)行了分析、總結(jié)，并提出有關(guān)的防范措施，供繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)人員參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭迪宇，吳克鵬.發(fā)電廠微機(jī)保護(hù)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置電磁干擾分析及對(duì)[J].福建電力科技，2007（5）：33-34.

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