电网二次回路继电保护抗干扰措施的分析

杨瑛　肖涛

摘要：近年来，电网行业发展迅速，电网规模不断增大。保证电网安全运行，对供电可靠性要求也越来越严格。继电保护二次回路抗干扰能力，是影响保护装置误动或拒动的一个关键因素。本文将电网二次回路继电保护抗干扰措施作为主要研究对象，并提出了抗干扰措施。

关键词：电网；二次回路；继电保护；抗干扰

传统二次回路及设备干扰主要是通过构建理想的低阻抗接地网来实现，但是仍无法避免对设备造成的干扰。故障发生时，继电保护装置处于强电磁环境中，继电保护二次回路的电磁耦合作用对继电保护装置的可靠运行造成不良影响。因此，加大对电网二次回路继电保护抗干扰研究具有必要性。

一、电网二次回路继电保护干扰类型

（1）接地故障。

系统发生单相或多相接地故障时，故障电流通过电力元件进入到电网中，与架空地线及大地形成回路，故障切除前，持续的短路电流会严重影响二次回路的抗干扰性能。由于故障有可能发生在系统不同的节点处，这将产生更高的电势差，导致工频干扰，对二次保护造成严重的威胁。

（2）电感耦合。

在电感耦合下，会产生一个强磁场，促使高频电流逐渐向高压母线中流入，并形成一定的磁场，磁场强度较高，并且会受二次电缆的包围，在作用力的影响下，出现干扰电源，进而对继电保护装置的正常运行造成严重的影响。

（3）断路器故障。

断路器故障会对整个二次回路继电保护装置的正常使用造成严重的影响，受直流电感线圈影响，促使断路器长期处于断开现象，并产生一定的电磁波，最高能够达到50MHz。同时，附近的磁场还会对高频电磁场造成严重的干扰，如果不能及时将故障切除，将会对二次回路造成引发严重影响[1]。

（4）雷电干扰。

雷电干扰受雷雨天气及人为因素影响较大，一旦有雷电击在地面的线路或灯塔上，都会对地下电网的正常运行造成严重的干扰，受地网电阻影响，促使被屏蔽的雷击电流产生暂态电流，并且会产生感应干扰电压。

二、电网二次回路继电保护抗干扰措施

（1）建立继电保护装置等电位面。

在对电网二次回路继电保护装置进行控制时，需要将继电保护盘柜控制在同一等电位面上，为与主网之间的连接提供便利，等电位面会随着地网电位的变化而发生浮动，防止地电位差进入到继电保护装置中去，避免继电保护受到干扰。另外，还可以采用首尾相连的形式，将保护屏焊接成闭环回路，与控制室的地网建立连接。

（2）利用二次回路屏蔽电缆。

需要利用二次回路来屏蔽的电缆主要包括信号回路、电压回路、交流电流及直流控制回路等。屏蔽层由电阻系数较小的铜所制成，确保了电缆两侧屏蔽层能够可靠接地，将2.5～4mm2的多股铜芯线焊接在电缆屏蔽层的两端，后用热缩管对进行固定。对于单屏蔽层的二次电缆，屏蔽层应在开关场及保护室两端接地，对于双屏蔽层的二次电缆，外屏蔽层两端接地，内屏蔽层宜在户内端一点接地。以上电缆屏蔽层的接地都应连接在二次接地网上。同时，为保证接地质量，接地线截面不小于1.5 mm2。對于电缆经过强电磁干扰环境时，如500kV变电站电抗器区域的电缆，若屏蔽层两端接地，产生的环流会另电缆长期发热，存在运行隐患，此时可根据实际情况采取屏蔽层单侧接地。

（3）敷设接地铜线。

暂态高压的产生，是由于同轴电缆只在一端接地，用隔离来操作空母线产生的。高电压的出现，会导致收发机出现损坏，影响其正常的工作。在开关场中，高频同轴电缆应在两端分别接地，并靠近高频同轴电缆敷设界面不小于100 mm2两端接地的铜导线。在对高频电缆进行屏蔽时，要使用多股铜线来完成接地。控制室和开关场中通常会产生电压降及电位差，为了降低电压降及电位差，需要将100mm2的接地铜线敷设在靠近电缆处，并将其与地网及控制室的电缆层相接，并与保护屏相连。同时，还要将地网与滤波器接地点相连，并一直延伸到高频电缆的引出端口处位置[2]。

（4）更换滤波器。

需要将高频的变量器应用到耦合度较强的高频通道中，与0.047μF和2kV，1min的交流耐压相串接。高压电网容易发生接地故障，造成该种现象产生的主要原因是由于高频电缆层出现两点基地现象，当接地电流通过变电所地网时，工频电位差会形成纵向电压进入到高频电缆回路中，促使高频变量器出现饱和状态，极易出现信号中断现象。因此，针对出现的回路故障，要及时进行工频电流阻断，将电容串接在回路中，对不符合年度检修要求的窄带滤波器进行更换，换成二次侧串的有电容宽带滤波器[3]。

（5）增加抗干扰电容。

抗干扰电容需要增加到二次回路的适当位置中，将保护装置接入到电源及电流的入口处位置，简化电路图如图1所示，耦合电压用公式表示为：

Z′2 = Z2 ×Z3 /（Z2 + Z3 ）

为了避免二次回路受到严重的干扰，通过增加抗干扰电容，能够实现对高频干扰的抑制。但是增加抗干扰电源的方式也可能或引发一系列的不良后果，导致电容量增大，影响着二次回路的正常运转。该种抗干扰能够将电压降低到100～500V之间，在抗干扰抑制中取得了明显的抗干扰效果，该种抗干扰方法应该在电网二次回路继电保护中大力推行。

三、结论

电网行业在人们的生活及生产工作中具有重要作用，给人们的生活提供了较大的便利。本文对接地故障、电感耦合、断路器故障、雷电干扰等电网二次回路继电感染源进行分析，并有针对性的提出了建立继电保护装置等电位面、敷设接地铜线、利用二次回路屏蔽电缆、更换滤波器、增加抗干扰电容等措施，一定程度解决了电网二次回路继电保护干扰问题，为电网的正常运行提供了理论支撑。

参考文献：

[1]张勇贤.分析电网二次回路继电保护抗干扰[J].信息化建设，2016，（06）：357.

[2]张现峰，王国祥.电网二次回路继电保护抗干扰措施探析[J].科技创新与应用，2016，（08）：205.

[3]李绍志.刍议电网二次回路继电保护抗干扰[J].通讯世界，2014，（03）：3132.

作者简介：杨瑛（1987），女，湖北孝感人，硕士，中级工程师，研究方向：电力系统继电保护。