继电保护二次回路抗干扰策略解析

李方

(国网福建尤溪县供电有限公司,福建尤溪 365100)

继电保护二次回路抗干扰策略解析

李方

(国网福建尤溪县供电有限公司,福建尤溪 365100)

从实际工作的角度看,继电保护二次回路的干扰源是系统问题也有外部因素,其主要的源头是在日常的操作中,因此在实际的控制策略选择中应考虑电容耦合、磁耦合、传导耦合等情况,根据干扰源设置抗干扰策略,以此获得更好的抗干扰的效果。

继电保护 干扰源 控制策略 措施分析

电网二次回路中的干扰对于电网的运行有较大的影响,尤其是在继电保护装置作为重要设备的网络中,二次干扰的比例较大其主要的干扰源包括高频干扰、工频干扰、雷电等,但是多数的干扰都是因为操作不够规范而导致的,所以在实际的工作中可以利用一些抗干扰的措施来克服继电保护二次回路中的干扰。

1 继电保护二次回路的干扰源分析

(1)高频干扰源。变电操作中,开关设备的开关会引发网络中的频率改变,容易在继电保护二次回路中诱发高频率的干扰。如开关投切中带电母线、高压隔离等操作不够规范,就会早电路中引起高频干扰,干扰电压主要是通过容电器和母线装置进入到接地网络中,此时产生的高频振荡在50-1M赫兹之间,构成了对二次回路的高频干扰。(2)工频干扰源。工频干扰是50赫兹的干扰,是因为电力系统中大电流基地系统如果出现单向的接地短路故障,这样的故障出现就会影响电流频率,电流经过接地阻抗的时候就引发了电压降低。这就引发了电力系统中变电站内的电位出现不平衡,同时外地电位差在多点接地的电缆屏蔽层和两端接地电缆芯之间就会出现异常的电流,如果电流过大就会在电缆的芯中出现电压干扰。(3)雷电干扰源。雷电是自然界的放电现象,其干扰的形成包括了自然和人为两种,雷雨天气雷电会导致电力网络中的电磁耦合,此时就会导致高压导线与大气之间出现电压干扰,这就是雷电干扰的形成。同时,如果雷电防护措施不当也会导致雷电干扰的形成。(4)辐射干扰源。电力系统中一些电磁干扰是不可避免的,如在高压过渡区出现移动电话或者对讲机的使用,以及一些电磁原理的设备被应用时就会出现电磁干扰,这样的干扰源是随机而偶发的。(5)控制干扰源。电网中对系统的控制是需要回路来完成的,需要断开接触器或者继电器等,这些操作都会引发网络中的电流和电压的波动,容易产生高频干扰,实践中的经验说明这样的高频干扰可以高达50MHZ。

2 二次回路的抗干扰策略分析

(1)耦合型预防策略。首先,控制二次电缆与母线之间的平行段长度,合理的设置干扰源和被干扰回路之间的位置,通过加大一次设备和二次电缆之间的孔隙和电容分布等,调节耦合阻抗来减弱干扰；其次,在二次回路中进行抗干扰的设备的引入,如果保护装置的直流电源入口和交流电互感器等接入增加部分抗干扰电容,则可以较大程度上的控制干扰范围和负面影响。第三,按照相关辅助装置的设计规则,变电站出口中间继电保护器的动作电源应在一定的区间内,两外保护采用强电开关替代弱点开入,可以增加一定的抗干扰能力。第四,采用具有屏蔽功能的电缆将屏蔽层和接地网络进行可靠连接,可以对静电干扰、电磁干扰、高频干扰等有一定的抑制作用。当然屏蔽电缆的抗干扰效果与材料性质和工艺、接地方式等有直接关系,因此可以利用合理的选择来控制屏蔽电缆的抗干扰效果,提高其对静电、电磁干扰的抵抗能力。最后,充分利用变点站中的自然屏蔽物体对静电干扰进行抑制和消除,如电缆隧道和电缆沟中的钢筋以及金属结构部件等,亦或是建筑中的钢筋,其都可作为屏蔽物帮助实现对干扰的控制。同时需要注意的是在连接方式上加以合理设计这样才能保证抗干扰的效果。(2)电磁型预防策略。首先,电缆沟可以尽量与一次载流导体设置为直角,一次减少平行段的距离。对直流电和交流电、电压互感器二次回路中都可将同一回路的电缆芯设置在同一根电缆中,此类策略可以降低感应电压也可对任何频率的干扰起到良好的抑制作用。其次,要控制感应磁通,消除二次回路的感应电压,在干扰源和二次回路之间设置屏蔽装置,如铠装电缆、钢板保护柜等都可以起到一定的抗干扰的作用。同时在选择控制电缆的时候,应严格按照导磁系数、高频集肤效应、屏蔽电阻等相关的规定进行选择。第三,采用非磁性的屏蔽层,因为空气导磁率与之相近,其干扰可以直接到达电缆芯吗。而在高频干扰磁场中,会出现感应涡流,可以直接抵消干扰磁通,使得线芯不受影响。这样的的屏蔽效率可以达到10-100HZ,且屏蔽层的电导率、厚度、外径等呈现反比,这点可以作为屏蔽层设置的依据。(3)设置电位差的策略。在控制干扰的措施中,要控制电位差对二次回路的干扰,可以设置一个铜排连接的接地网络。将各个可能出现的电位差的点连接起来,降低差值。为了控制接地电位差的地网电流串入二次回路,影响其正常的保护动作,应保证电流和电压互感器中只有一个接地点,如果电气回路有两个接地点,则容易导致误动,采用该策略时应注意这一点。(4)微机防护策略。微机保护装置的采用开源提高抗干扰的效果,所以在选择装置时应考虑高效的装置,通过微机保护装置将电流进行抗干扰处理,然后进入到保护屏内,将抗干扰电容连接在回路导线和大地之间,经过抗干扰处理后的线路,应当远离直流操作回路以及高频输入回路,以此保护其不会受到二次干扰。(5)二次回路接地防护策略。在设置中,将设备外壳、电缆屏蔽层、电压互感器等二次回路进行一点可靠接地,要求在变电站控制室内建立等电位的接地网。首先,屏柜和地面定相关部位的接地方式以及铜排型号等应按照规范选择；其次保护屏蔽电缆层应开关场与控制是两端实现等电位,互感器二次高压箱体与分线箱之间的电缆屏蔽层应和高压箱体两端接地。对于双层屏蔽内层一点接地外也应在外层两端接地。第三,传送音频和视频信号应采用屏蔽双绞线,也是内层一点和外层两端接地；长度较大的数字信号传输等应进行光纤传输,对低频信号线缆应在不平衡端或者线路本身进行接地。

3 结语

经过上述分析,可以了解到继电保护二次回路中的干扰源较为多样,且干扰互相往往不是单一的原因。所以在考虑抗干扰策略的时候应考虑进行多点和多样的防护策略,即在系统中选采用多种防控措施来有效的保护核心线路不被干扰。采用这些措施可以有效的提高保护动作的准确性,使得保护装置在电力网络中起到应有的作用。当然在二次回路的抗干扰技术选择和应用中仍需要针对系统特点进行选择,并利用宏观和微观的角度进行考量,以此来解决二次回路中干扰问题的负面影响。

[1]李昱坤.配电系统继电保护常见的问题及对策[J].通讯世界,2014(04):25-26.

[2]孟祥晨.浅谈继电保护及二次回路的抗干扰[J].中国新技术新产品,2012(03):25-26.