浅析变电站继电保护抗干扰技术夏国刚

浅析变电站继电保护抗干扰技术夏国刚

夏国刚

福建福清核电有限公司福建省350300

摘要：当前，在我国的变电站建设中，为了保障变电站能够安全稳定地运行，广泛使用了继电保护设备。继电保护装置大都大规模应用了集成电路，使得设备体现出智能、高效、微型等特征，但这也导致这些设备对各种因素的干扰表现得十分脆弱和敏感，因此增强变电站继电保护系统的抗干扰能力显得十分重要。

关键词：变电站；继电保护；抗干扰技术；干扰因素；一次设备接地电阻

引言：变电站继电保护设备是保证变电站安全、稳定运作的重要装置，但变电站继电保护会在实际运作中遇到各种因素的干扰。文章通过对变电站继电保护遇到的干扰因素的分析，讨论了变电站继电保护抗干扰技术的应用，通过降低一次设备接地的电阻、串接回路电容、正确接地、构建等电位面等手段来增强变电站继电保护设备对各种干扰的抵抗能力。

1对变电站继电保护形成干扰因素的常见种类

1.1因电流因素引发的故障

因电流互感器磁路过度饱和所引发的电流故障会影响变电站继电保护设备的正常运转。当电流互感器达到饱和状态时，会导致励磁电流激增，造成电流互感器形成极大的误差，对继电保护的动作产生不利影响。电流互感器饱和通常是由电力系统故障导致电流过大而造成的，在这种情形下，继电保护装置本应该立刻启动准确的保护行为隔离出现的异常，但因为互感器饱和所造成的误差容易使继电保护装置采取不准确的保护行为，从而对整个电力系统的正常运行造成进一步的破坏。

1.2因开关设备问题引发的故障

在继电保护装置中，开关选择不当容易引起变电站的出口出现跳闸的故障，从而对整个电力系统的运行造成破坏。

1.3因人工操作不当引发的故障

变电站的继电器经常承受较大的工作强度，这会引起设备的损耗和老化，因此需要人工进行检查和养护。但一些员工因为技术不纯熟或者对设备不了解，在检查和养护中常出现遗漏或者在排除故障时操作不当等状况，这些情况会破坏继电保护装置的安全性和稳定性，导致继电保护的难度增加。

1.4因接地故障引起的干扰

在变电站内部容易产生单相或多相接地故障，此时部分因故障产生的电流会通过变压器中性点，经地网至架空地线回到故障发生的位置。故障产生的强大电流在经过接地点到达地网时，会引起地网中在不同的点之间出现很高的电势差，会形成很强的工频，会对继电保护产生高频干扰，这会对继电保护装置的稳定性和安全性造成很大的损害，甚至会导致整个继电保护体系瘫痪的情况出现。

1.5因电感耦合引起的干扰

在有些情形下，由于开关的启闭，从而导致了电弧闪络现象的出现，这种现象会导致高频电流的产生，进而产生强度较大的磁场以及电场，会对处在磁场范围内的二次电缆造成影响，使二次设备回路中产生对于地面的干扰电压，还可能将电压传输到另外某些二次装置上，由此对继电保护形成干扰。

1.6因断路器故障引起的干扰

当直流控制回路中的电感线圈断开时，会形成大量的宽频电波，从而影响继电保护系统的正常运行。在使用各种通讯设备时也容易产生频率较高的电磁场，由此会对继电保护系统的正常运行造成干扰。

1.7因雷电引起的干扰

变电站因自身带有超强的电荷而在周围形成强电环境，在这种强电环境下，容易在雷电高发的季节遭受雷击。当电网系统中的户外构架或线路遭受到雷电袭击时，会导致地网系统接收到一股强度很大的电流，当二次装置电缆屏蔽层的各个接地点不同时，会由于接地线的高阻抗性能而在电缆屏蔽层产生暂态强电流，这增加了干扰电压对二次设备的影响，同时感应的过电压可能通过一些装置进入二次回路中，影响变电站的继电保护系统，严重时会造成继电保护系统的毁坏。

2变电站继电保护抗干扰的措施

通常而言，阻止干扰进入弱电系统，这是最基本的抗干扰方法。一方面，能够采取对设备的硬件进行改善的措施，增强弱电系统的抗干扰能力；另一方面，可以经过屏蔽和隔离来断绝干扰的传播路径。现提出变电站继电保护抗干扰的措施：

2.1降低电力系统中一次设备的各种接地电阻

降低诸如电压互感器、电流互感器以及避雷器的接地电阻，不仅能够减小高频电流流入时所形成的电位差，而且可以构成具有低阻抗特性的接地网，使得变电站内部的地电差位降低，从而减少二次回路设备受到此些接地电阻的干扰程度。

2.2把高频同轴的电缆在控制室和开关场两端分别进行接地

假如在一端对高频的同轴电缆进行接地，则空母线受隔离开关的支配，势必在另一端产生瞬间的高电压。这就加大了设备某个端子出现高电压的可能性，从而影响到设备的常规运转。

2.3构造一些继电保护装置的电位面

继电保护装置均在控制室集中的情况下，应将连网的中心计算机、各套微机的保护与控制装置置于同一电位面，此电位面应联系控制室的地网，使得电位面的电位同地网的电位变化浮动能够处于一致状态，同时防止此电位面遭受地网地电位差的侵入，从而确保地网与微机设备间无电位差，达到通信可靠性的目的。各微机设备连接电位面时，应有相适应截面且专用的接地线，各组件不管是外部亦或内部的接地与零点位置均应使用专用连接线连接至专属的接地线上，然后将专门的接地线同保护盘的接地端子相连接，使得接地端子接至地网上的合适部位，继而形成一个电位面的网，能够屏蔽许多干扰。

2.4断开与滤波器连接的一、二次线圈上的接地连线

防止隔离开关操作亦或雷电导致干扰的主要措施之一就是断开与滤波器的一、二次线圈上的接地连线，同时二次接地应距一次接地的位置要≥3-5m。不管是由于操作隔离开关还是受到雷击，均能形成高频度的电流，这在一定程度上加大了高频电流经过高压耦合的电容器流入地网的可能性，在此种情况下，将出现相当高的高频度电压，从而经过层间的电容和二次设备电缆侵入到二次设备。

倘若不断开与滤波器的一、二次线圈上的接地连线，高频电压势必干扰继电保护装置。由于高频电流通过接地点至地网时，将在接地点的位置形成特别高的电位，然而，相比高频而言，地网为高电阻，从而造成高频电位顺着四周迅速衰减，因此，为缩短二次回路接地位置同二次设备的电位差距，同时使一次设备的接地位置和二次回路的接地位置有一定的距离，二者差距应为3-5m，这样不仅可以减少电缆的屏蔽层中经过的高频电流，而且能够降低芯线受到的干扰程度。

2.5其它抗干扰的措施

鉴于以上所提出的抗干扰措施都有较大的工作量，我们仍能够通过以下措施进行变电站继电保护的抗干扰：①禁止一切带电的监测设备连接到继电的保护高频通道中，以便降低通道受到不必要的影响；②未来防止部分通道遭到隔断，要杜绝在收发信机的通道入口处接入电缆；③在收发信机回路，我们可以设置2-5s的延时，隔断外部的干扰致使的误停信，进而防止区外出现故障时跳闸。

3结束语

本文在对继电设备所受的干扰类型进行详细分析后，提出变电站继电保护抗干扰的措施。近些年来，变电站的自动化系统与继电保护设备在日趋的更新，而继电保护装置和监控系统不能常规运转的主要原因之一就是干扰问题，因此，采取合理措施对干扰问题进行处理成为当务之急。干扰问题得到有效解决，能够在很大程度上增强保护力度。

参考文献

[1]付大庆.变电站继电保护抗干扰措施研究[J].黑龙江科技信息，2001.

[2]杨丹.变电站继电保护的抗干扰探讨[J].四川科学，2010.

[3]陈柱.变电站继电保护抗干扰技术研究方法[J].科学之友，2010.