继电保护的干扰源及防范措施分析_电力论文发表

1、继电保护的干扰源及防范措施分析_电力论文发表    继电保护的干扰源及防范措施分析_电力论文发表2011-08-17 09:25 来源：未知 浏览次数： 关键字： 继电保护 干扰电感线圈 二次回路 互感器继电保护的干扰源及防范措施分析彭程 摘要：本文简要阐述了继电保护干扰源的产生与影响,并就相应的防范措施进行了分析。关键词：继电保护 干扰电感线圈 二次回路 互感器一、前言电气设备和电子设备在其运行过程中,都会产生电磁能,并通过传导和辐射两种形式对敏感设备产生干扰。对于继电保护装置所产生的电磁能既可能干扰其它的运行设备,又可能被其它设备产生的电磁能所干扰。

2、因此继电保护装置在电磁干扰环境严重的电力系统中,继电保护装置的抗电磁干扰性能力在一定程度决定了其能否可靠运行。二、电磁干扰的产生干扰源产生的干扰之所以能够对产品正常工作造成不良的影响,须经过一定的通道传输到被干扰的设备,这就构成干扰三要素:传导和辐射电磁能量的干扰源、干扰传递的途径、对干扰敏感的接受设备。由此电力系统中的电磁干扰大致可分为三种情况:一次设备之间、一次和二次设备之间、二次设备之间。电力系统中运行的高压变电所是一次设备和二次设备最集中的场所,也是一个高强度电磁干扰源的产生地。如变电所在运行中遭雷击,雷电流通过变电所母线的架空线路传入,引起接地网上的电位升高;又如电力系统发生振荡、过

3、电压等各种类型故障;或在正常运行条件下,变电所内进行断路器、隔离开关等的倒闸操作;以及二次回路中电缆之间的电磁耦合和工作人员在保护室内使用步话机、手机等通信设备时,均会产生电磁干扰。三、电磁干扰源的分析1.雷电。由于变电所的地网为高阻抗或从设备到地网的接地线为高阻抗,当变电所的接地部件或避雷器遭受雷击时,都将因雷击产生的高频电流在变电所的地网系统中引起暂态电位的升高,就可能导致继电保护装置误动作或损坏灵敏设备与控制回路。2.隔离开关操作。由于隔离开关操作速度较为缓慢,操作时在隔离开关的两个触点间就会产生电弧闪络,从而产生操作过电压,出现高频电流,高频电流通过母线时,将在母线周围产生很强的电场和

4、磁场,从而对相关二次回路和二次设备产生干扰,高频电流通过接地电容设备流入地网,将引起地电位的升高。3.步话机辐射干扰。当使用步话机时,它周围将会产生强辐射电场和相应的磁场,变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中,回路将感应出高频电压,形成一个假信号源,从而导致继电保护装置不正确动作。4.断开直流回路电感线圈。断开直流回路电感线圈的电流时,储积在线圈中的磁能不能马上释放,导致磁能与杂散电容形成串联高频谐振回路,产生高频过电压。四、抗电磁干扰的防范措施减少电磁干扰可以从土建施工上改善环境,还要降低祸合到二次回路的干扰电压,其次是保护装置内部应采取抗干扰措施。1.土建施工的防范措施。将保护室的结构

5、地板及墙体中加强筋全部联网并接于地网,以制造一个放置整个二次系统的极低阻抗地平面。控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相联,金属结构与钢筋混凝土的加强筋必须联通,上端与避雷针相联,下部与地网相联,形成有效的网格法拉第笼。2.一次设备的防范措施。尽量降低电流互感器、电压互感器、避雷器等设备的接地阻抗,使之构成一个低阻抗的接地网来降低变电所内的地电位差。对于电容式电压互感器和高频通道的耦合电容器,应尽量降低电容器的底座高度,接地引下线采用多股导线来增加接地线接入地网的密度。3.二次设备的防范措施。电力系统二次回路中的电磁干扰对保护装置(特别是微机型装置)的可靠运行带来很大的威胁,由于电磁干扰引

6、起保护装置误动、误发信号或电子儿件损坏造成装置失灵的事故时有发生。随着电力系统不断发展,需要更多地采用微机远动、微机集控、微机保护装置,因此研究电磁干扰及采取抗干扰措施,对保证电力系统安全运行有着重要的意义。电力系统二次回路的保护装置一般都是一次回路出现异常情况时动作或发信号,但是在一次回路正常情况下有时也会出现误动、误发信号,其中受电磁干扰所引起的也不少,3.1对于微机保护屏的外壳应采用以焊接的金属柜为第一层防护层,各电子元件放置在密封的铝结构框架做成的外壳内,形成第二防护层,使用带护环的多层板的印刷线路为第三防护层。3.2对于二次回路中来回的两根芯线必须在同一根电缆中,以避免产生过大的差模

7、电压,由电容式设备来的二次电缆应紧靠接地引下线敷设。3.3禁止不同能量等级的强电与弱电回路共用一根电缆。3.4所有用于联接由开关场引入控制室继电保护设备的电流、电压和直流等可能由开关场引入干扰电压到基于微电子器件的继电保护设备的二次回路,应采用带屏蔽层的控制电缆,且屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地,开关场的屏蔽层接地点应离一次设备的接地点35m处接地。3.5高频电缆也应在开关场和控制室两端同时接地,并与高频电缆并联敷设紧邻的100mm粗铜导线沟通。3.6集成电路型或微机型保护的交流及直流电源的来线,应先经抗干扰电容进行处理,引入装置在屏上的走线,应远离直流操作回路的导线及高频输入(输出)回路

8、的导线。外部引入保护装置的空触点,进入保护时应经光电隔离,输出只能以空触点或光耦输出,保护用电缆与电力电缆不应同层敷设。4.保护装置内部应采取的抗干扰措施。交流输入回路的抗干扰措施:中间互感器的一、二次线圈间要有屏蔽层,屏蔽层和铁芯一起接地;中间变流器的一次侧并联非线性电阻或电容;直流电源的正、负极上各并一个一端接地的0.5F的电容器;在高频通道功放电路的高频通道入口处加装浪涌吸收器,如干扰很强烈,则再装一级;在继电器线圈上并联二极管或稳压管消除电磁继电器产生的干扰;强电、弱电控制回路之间抗干扰措施:采用继电器隔离;:采用光隔;继电保护装置布线的抗干扰措施:继电保持装置内部导线之间的相互感应是

9、一个要加以注意的问题,特别是当不同电平的导线结扎在一起时,低电平的导线上将产生干扰电压。在布线上也应考虑到这一点,要将强电平(例如直流电源、交流电流输入和交流电压输入等)和弱电平(如逻辑回路连接线)的导线分开排列,必要时可使用屏蔽线;继电保护装置外引导线的抗干扰措施:经验和试验证明,当保护装置逻辑回路有外引导线与外界电路联系时,通过导线极易将干扰引入装置内,特别是当它与其他回路共用一根多芯电缆时,防止这类干扰的措施为不与其他回路共用一根多芯电缆,使用独自屏蔽电缆,用继电器过渡或在回路内接抗干扰电容。五、结语在具体的施工过程中,由于施工人员的技术素质和变电所(特别是老变电所的改造)的特殊情况,许多抗电磁干扰措施执行的并不符合技术要求,如:断路器端子箱内无专用接地柱,有接地柱的多数是铁件做成很容易锈蚀;端子箱与地网的联接,因为联接点的锈蚀或焊接不好,而产生高阻抗;电缆敷设因历