微机型继电保护装置抑制干扰措施分析

钟泰松

（兴义供电局，贵州 兴义 562400）

微机型继电保护装置抑制干扰措施分析

钟泰松

（兴义供电局，贵州 兴义 562400）

由于微机型继电保护装置具有安装、试验和运行维护方便,动作迅速可靠,自动记录故障信息等优点,在电力系统中已得到广泛的应用。但如果现场运行环境差,抗干扰措施落实不当,微机继电保护装置就会不断受到各种干扰,造成保护异常,甚至发生保护误动或拒动的情况,严重危及系统安全稳定运行。本文针对干扰的来源类型,提出抗干扰抑制措施。

微机继电保护装置；可靠性；抗干扰

220k VW2线路发生B相接地短路，W1线路F侧微机高频闭锁保护误动作跳闸。经观察T变电站侧录波图，故障开始有4ms干扰信号，经10ms后有10ms宽的高频信号，直到200ms后T变电站侧收发信机才发信。

经调查，W1线路T变电站侧高频电缆没有接地，在W2线路发生故障时，产生干扰信号，使W1线路T变电站侧收发信机的“其他保护和位置停信”开关量动作，收发信机不能立即发信，造成对侧高频保护误动作跳闸。(此判断经模拟干扰得到证实)。另外，使用的结合滤波器二次侧，与高频电缆的连接处没有串入电容。当线路出口处发生接地短路时，地电位升高，在高频电缆两端产生地电位差。工频电流(超过500mA时)窜入结合滤波器二次线圈，引起磁芯饱和，致使高频信号被中断，区外故障正方向侧将引起高频保护误动作。

可见，当微机型继电保护装置取代电磁型保护装置的同时，来自多方面的干扰将不可避免地通过微机控制系统的开关量和模拟量的输入通道或其它途径进入微机内部，一旦这些干扰对该系统产生作用，轻则造成数据传送错误，重则造成保护误动、拒动，造成电力系统供电事故，严重威胁电网的安全运行。因此，处理好抗干扰问题是系统安全运行的关键环节。

1 正确接地是重要的抗干扰措施

由于变电站的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点之间会出现电位差，当较大的接地电流注入接地网时，各点之间可能有较大的电位差，如果同一个连接的回路在变电站的不同点同时接地，地网地电位差将窜入该连通地回路，造成不应有地分流。在有些情况下，还可能将其在一次系统并不存在的地电压引入继电保护装置的检测回路中，或者因分流引起保护装置在故障过程中拒动或者误动。

(1)铺设高压场地二次接地网。沿二次电缆沟道敷设专用铜排，贯穿高压场地的端子箱、机构箱及保护用结合滤波器等处的所有二次电缆沟，形成室外二次接地网。该接地网在进入室内时，通过截面不小于100mm2的铜缆与室内二次接地网可靠连接；同时在室外场地二次电缆沟内，该接地网各末梢处分别用截面不小于50mm2的铜缆与主接地网可靠连接接地。

(2)铺设主控室、保护室内二次接地网。在电缆层按柜屏布置的方向敷设首末端连接的专用铜排，形成主控、保护室内的二次接地网。保护室内的二次接地网经截面不小于100mm2的铜缆在控制室电缆夹层处一点与变电站主地网引下线可靠连接。保护屏柜下部应设有截面不小于100mm2接地铜排，屏上设有接地端子，并用截面不小于4mm2的多股铜线连接到该接地铜排上，接地铜排应用截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的二次接地网相连。保护屏间应用专用接地铜排直接连通，各行专用接地铜排首末端同时连接，然后在该接地网的一点经铜排与控制室接地网连通。

(3)保护装置必须可靠接地。

①所有隔离变压器(电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等)的一二次线圈间必须有良好的屏蔽层，屏蔽层应在保护屏可靠接地。

②半导体型、集成电路型、微机型保护装置只能以空接点或光耦输出。

③外部引入至集成电路型或微机型保护装置的空接点，进入保护后应经光电隔离。

在光电耦合器里，信息传送介质为光，但输入和输出都是电信号，由于信息的传送和转换的过程都是在不透光的密闭环境下进行的，它既不会受电磁信号的干扰，也不会受外界光的影响。去掉它们之间公共地线的电气联系，加上光电耦合器输入和输出之间分布电容极少，一般为0.5Pf～1Pf，而绝缘电阻又非常大，通常1011Ω～1013Ω之间，所以隔离效果比较好。

2 微机继电保护装置的屏蔽

2.1 屏蔽的定义及分类

屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或衰减电磁能量传输的一种技术。其目的有两个，一是防止外来的辐射干扰进入某一区域，二是抑制某一区域内部辐射的电磁能量泄漏出该区域。屏蔽的作用是通过一个将上述区域封闭起来的壳体即屏蔽体来实现的。屏蔽体有板式、网状式和金属编织带式等，其材料可以是导电、导磁、介质体，也可以是非金属吸收填料。按屏蔽原理分类，屏蔽可分为静电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。

2.2 微机继电保护装置的屏蔽

当装置安装于主控制室内时，由于距离开关场比较远，加上房间设计通常都采用“法拉第笼”的结构，从电磁骚扰比较严重的开关场地发出的骚扰，无论是表现为静电的形式，还是电磁波的形式，在经过很长的距离到达主控楼的继电器室后，首先要经过一个“法拉第”式的屏蔽体，经过衰减后到达继电器屏，继电器屏的外壳也是一个屏蔽体，再次衰减后到达微机继电保护装置的机箱。由于微机继电保护装置机箱也是一个屏蔽体，它对电磁骚扰将起再次屏蔽的作用，可以断定，如果主控制室的屏蔽体和继电器屏的外壳这两层屏蔽良好，到达微机继电保护装置的电磁骚扰将变得很小，再经过微机继电保护装置机箱的屏蔽作用，直接耦合到微机继电保护装置内部设备上的骚扰将可以忽略。当微机继电保护装置下放到开关场，如不采取有力的措施，微机继电保护装置将直接承受来自开关场的骚扰，环境将变得很恶劣，因此，某变电站内，考虑了在保护装置外部建屏蔽小室的方案，要求能将外部的骚扰按每10倍频程40dB衰减，理想的情况要求到达60dB。这样，直接进入到装置内部的骚扰将变得很小，且为了避免地电流在接地网上流动带来装置两点间的电位升高，要求装置采用一点接地。与装置在主控制室内的情形类似，经过屏蔽的作用，电磁骚扰在装置的内部将主要表现传导骚扰。然后应再通过其它的措施对传导骚扰进行抑制。

3 微机继电保护装置的滤波

3.1 滤波的概念

如果说屏蔽主要是为了防护辐射干扰，那么，滤波则主要是为了防护传导干扰。滤波器能允许有用信号的频率分量通过，同时又阻止其它干扰频率分量通过，因此，对于抑制干扰而言，它具有其它技术难以起到的作用。对微机继电保护装置而言，由于干扰较强的快速瞬变骚扰进入到装置后主要表现为传导骚扰，所以应首先考虑使用性能优良的滤波器来消除。

3.2 微机继电保护装置的滤波

传导骚扰是不可能完全消除的。设置滤波器的目的在于尽量将骚扰衰减到某一个要求的技术水平，如对于外部骚扰而言，不得导致装置工作故障。在主要表现特征为电场的各类电磁骚扰中，快速瞬变骚扰是比较严重的一类，其频率成分最高可考虑到400MHz，在有条件的场合应尽可能地采用低通滤波器，实际的使用当中，根据经验，低通滤波器的截止频率可以放宽到10MHz。目前被广泛使用的EMI吸收磁环，就是针对几MHz 以上的频率成分发挥作用的。

结束语

随着电力系统的迅速发展，微机型保护装置在电力系统中的普遍应用，外界干扰的来源种类多样，传播的方式也复杂多变。现实环境中，外界的干扰是不可避免的，只能在设计、施工和运行中加以充分的重视，采取措施相对降低其干扰的程度。最好的办法是阻隔干扰传播，使保护装置能有一个低干扰水平的运行环境。处理好抗干扰问题将是系统安全运行的一个关键环节，对电网安全稳定运行有着重要的意义。

[1]杨凯全.变电站继电保护及自动化装置抗干扰措施.吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集，2008-05-01.

[2]李玉芳.一次设备对继电保护几方面影响的举例分析.中国电力，2002-06-20.

[3]原云周.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用.天津大学，2008-05-01.

TM38

B