对变电所内继电保护安全运行干扰因素的分析研究

胡 业

盐城市供电公司检修公司响水检修分公司，江苏 盐城 224600

变电所环境电磁场强度大，高压变电所继电保护和自动装置受到干扰的现象较为突出，具体来讲，干扰主要来自于雷击、一次系统故障以及所内断路器、隔离刀闸操作等，也有例如断开中间继电器的电磁线圈、手机使用等二次回路本身干扰。这些方面的干扰能够以感应、传导或者辐射等途径引入到半导体元件，在干扰程度超过警戒线时，会导致继电保护装置失灵，造成装置工作逻辑或出口逻辑不正常，从而产生正常状态开关误动、误跳，以及出现系统故障时拒动、误动，造成严重事故。

因此，要进一步强化对继电保护装置和自动装置的抗干扰，保障装置安全运行，一方面要注重提升继电保护装置抗干扰能力，同时要减少引入到继电保护装置的干扰，确保低于警戒水平，从设计安装到施工各个环节综合考虑，有效降低干扰。

1 当前常见的干扰因素

1.1 高频干扰

变电所环境中二次回路及二次联接设备造成高频干扰的环节，主要为断路器送电操作以及隔离刀闸带电操作空母线等，隔离刀闸向空母线充电效果与隔离刀闸合闸于不带电的纯电容负荷基本相当，造成频率50kHz～5MHz 的高频振荡，和二次回路耦合造成较大强度的干扰。

1.2 辐射干扰

近距离使用手机，能够在手机周围产生较强的辐射电场与磁场，不断变化的磁场能够在周围的半导体器件回路中感应高频电压，造成虚假信号源，整流后容易导致数字回路逻辑电位发生偏移或者引发混乱。有实验报告显示，在收发讯机与录波器1m距离中运用手机，能够同步启动收发讯机和录波器，可见辐射对保护装置的影响较为明显。

1.3 工频干扰

供电所内出现接地故障时，接地故障电流在变电所地网中和大地通过，地网接地电阻作用导致故障状态下变电所地网电位比大地要高，电位幅值与地网接地电阻以及入地电流密切相关，规定每千安故障电流最高位10V。

1.4 直流电源干扰

在直流回路故障中，在直流电压进行恢复环节，容易导致电子设备内逻辑回路变化，引发继电保护功能紊乱，发出错误信号和操作。另外，交流成分混入直流电源，也会影响继电保护设备的稳定性与安全性。

1.5 静电放电干扰

当环境较为干燥的状态下，操作人员衣服上会带有高电压，鞋子绝缘条件下，会将电荷附带，与电子设备接触中产生放电，甚至会造成电子元件损坏。

1.6 雷击因素干扰

资料显示，雷击能够严重影响变电所一次、二次设备，雷击波通过变电所母线进行传播，经避雷器实现入地，电磁耦合作用会导致导线和地面之间出现干扰电波。同时，雷击电流流入大地能够导致暂态地电位提升，引起干扰。

2 对干扰因素的应对措施

针对上述干扰因素，应当从两个方面入手，一方面要提高变电所抗干扰的能力，另一方面，也要从二次设备设计安装上面入手，综合降低干扰因素影响。

2.1 变电所应当采取的抗干扰措施

1）控制电缆、模拟量电缆屏蔽层两端可靠接地。220kV及以上变电所，连接开关场导入电子设备间继电保护装置的电缆，要在开关场与电子设备间的两端，实施屏蔽层接地处理，有条件的还可以在屏蔽电缆并行较粗的接地导线，增强抗干扰能力；

2）高频电缆屏蔽层两端接地处理，安设并行接地粗导线。在变电所安设100mm2粗导线，位置在电缆架顶端，依次向各耦合电容进行焊接分叉，高频电缆和粗导线分布相邻，并在高频电缆芯接线回路增设小容量电容（0.047μf），提高抗干扰能力；

3）确保电流与电压互感器二次回路一点接地。要确保电流及电压互感器二次回路之中必须有一点实现接地，有效预防互感器一、二次线圈间的分布电容与二次回路的对地电容引发一次高压引入二次回路，提高抗干扰水平和保障安全；

4）交直流不混用电缆，强弱电不共用电缆。对于交直流和强弱电不得混用或者共用电缆，以此来有效预防因为不同电压等级以及交直流之间电磁耦合导致的干扰，并且可以防范同一电缆芯线间绝缘损坏导致相异类型电源串入引发的保护逻辑混乱。

另外，还可以采用降低一次设备接地阻抗、构建低阻抗接地网以及降低变电所区域地电位差等方式，最大限度提高抗干扰成效。

2.2 保护装置和微机保护的软件抗干扰途径

2.2.1 保护装置自身抗干扰途径

检查保护装置箱体，确保接地可靠；如果是集成电路型或微机型保护类型，所有电源进线应通过抗干扰电容实现接地处理后进入保护屏，距离直流操作回路导线以及高频输入输出导线应当远一些，不得靠近或捆扎；交流量和直流输入应当分别经隔离变换器与逆变电源，两者一、二次绕组间应当具有屏蔽层，并在保护屏上实现科学接地；对开入量，要通过光电隔离实现引入，对开出量，则要经过光电隔离实现输出处理；保护装置出口应当经过三取二闭锁，CPU配硬件自复位电路。

2.2.2 微机保护软件抗干扰途径

开展RAM自检：由CPU向RAM输入数据，然后从该地址提取数据比较是否相同，以此判断RAM工作状态。开展EPROM检测：对EPROM内所有地址机器码开展专门的数据运算，得出数据存放在EPROM末尾地址，微机保护常规运行中也以同等方式对EPROM中数据开展运算，运算结果与CRC校验码相同则为正常，反之则告警。开展E2PROM检测：与EPROM检测类似，差异性在于微机保护在实现固化定值时，同步也固化一位运算CRC 码至定值区末位，正常运转状态自检能够在相应区定值运算后，再和该CRC 码开展比对，以此来对E2PROM正确性开展检测。另外，也可以通过实施开入回路检查、各CPU 插件和人机对话插件巡检以及跳闸指令的跳闸入口合理输出等方面开展检查检测，进一步提高抗干扰能力。

上述抗干扰措施在实践中得到验证，能够有效保障电力系统机电保护装置正常有效运行，具有推广价值。

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