电气二次回路抗干扰专题

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1、电气二次回路抗干扰专题电磁干扰指“任何可能引起装置、设备和系统性能降低，或对有生命物质产生损害作用的电磁现象。”在电力系统中，随着电力网的迅速发展和电压等级的提高，严酷的强电磁环境对继电保护装置的干扰越来越严重。而电网继电保护装置也发生了划时代的变化，数字保护被广泛应用，其耐受电磁干扰能力远不如电磁型保护。一、常见的电磁干扰源电磁干扰是指出现在测控系统电路上、能产生不良作用的电信号，其影响继电保护和自动装置的正常工作。产生电磁干扰信号的干扰源可以分为如下三种：（1）自然干扰源，指自然界中存在的干扰源，主要指雷电，如一

2、次系统遭雷击对二次设备引起干扰。根据雷击点的不同，雷电流将通过不同路径传入变电站。这种干扰源与人类的活动无关，不可能不让它出现，但可以通过各种方法控制其对电力系统的干扰作用。（2）电力系统内的干扰源，指系统本身存在的干扰源；高压变电站是一个具有高强度电磁场环境的特殊地域，装在高压变电站内的继电保护和自动装置不断受到正常运行情况下和某些偶然情况下（操作及故障）产生的强电磁场干扰。电力系统内的干扰源也包括来自二次回路本身的干扰。（3）电力系统外部干扰源，是与电力系统无关而与人类活动有关的干扰源，如无线电干扰、工作人员在近

3、处使用步话机以及由于人身触及电子设备外壳产生的火花放电等干扰。（一）自然界干扰源1.雷电干扰源雷击线路形成的雷电过电压波沿线路传入变电站，或雷电直击变电站设备产生过电压干扰源，均可危害变电站设备安全运行，也是造成线路跳闸停电事故的主要原因之一。雷电波侵入变电站，在变电站内经历复杂的折、反射过程，可能使电力设备承受很高的第53页过电压。这个过电压靠避雷器放电限幅。避雷器的导电时间很短，不会引起保护误动，但避雷器的高频放电电流是一种高频干扰源。2.自然辐射自然辐射干扰源的种类非常多，主要有电子噪声、大地表面磁场、大地磁层

4、、大地表面电场、大地内部电场、大气中电流电场、闪电和雷暴电场、太阳无线电辐射和银河系无线电辐射等。对这种辐射带来的干扰，必须在设备上完成屏蔽措施，以保证设备与环境的电磁兼容。（二）系统内干扰源发、变电站测控系统受到的另一最严重的干扰源来自电力系统内部，如交流变电站带电设备产生的电磁场及电晕、断路器和隔离开关等设备的一次操作、电力系统故障等。1.高压输变电工程电磁辐射电磁辐射是指能量通过空间传播的所有现象，即频率从零开始，能量以电场、磁场或电磁波的形式传播的所有现象。在高压输变电工程中，电磁辐射通常指电场辐射、磁场辐射

5、和无线电（电磁）辐射现象。2.操作开关干扰源在电力系统短路、一次系统操作中，都会有电弧产生，此电弧为一高频电流源，将对弱电回路引起干扰。特别是开关在闭合或打开时，会引起长时间的多次重燃，在回路中形成一系列高频电流、电压衰减振荡波。振荡波的电压幅值等于电弧点燃瞬间断口之间的电位差。母线（或电气设备间的连线）相当于天线，将暂态电磁场的能量向周围空间辐射，通过静电耦合或电磁耦合而作用于弱电回路，产生干扰电压。同时通过连接在母线或线路上的测量设备(TA、TV、CVT)直接耦合第53页到二次设备。干扰电压可造成继电保护的误动作

6、或使二次设备损坏，是必须广泛重视和深入讨论的问题。受干扰电压最为严重的点是高频收发信机通道的入口处，因为此处除有电磁干扰的影响外，还有经过结合设备直接耦合过来的干扰分量。经TA、TV二次回路的耦合也不可忽视，特别是CTV。在一些大型变电站投运试验时，这是需要考核和测量的主要项目。3.操作电容器操作电容器产生干扰源的原理，与操作开关产生干扰源的原理相似，区别在于充电暂态电流的大小与其容量和电源内阻相关。如果在同一母线上有其他电容器组在运行，它降低了由被操作电容器看到的阻抗（电源内阻），从而增加了暂态电流的幅值及频率，也

7、更易对相邻回路产生干扰。4.中压开关柜操作柜式断路器多用于10kV中压配电网，新的趋势是将微机保护及控制装置直接装在开关柜处，距中压带电部分极近。当断路器进行充电合闸和断开短路电流时，将对微机保护产生强烈的干扰。5．二次回路自身产生的干扰源变电站控制回路中，或发电厂的综合电力设备的数字集成电路装置内，直流回路中有许多大电感线圈，在直流电源进行断开、闭合操作时，线圈两端将出现过电压。二次回路自身产生的干扰源主要来自：（1）触点断开、闭合直流回路中的电感线圈和中间继电器。（2）触点开断交流中间继电器。（3）直流电源接地、

8、中断及恢复。在大型高压变电站，直流回路的对地电容很大，在直流回路操作、相邻回路故障（一点接地）、直流中断后的恢复过程中，保护装置内部的逻辑回路电位也可能会发生变化，其配合关系紊乱，引起信号及跳闸令误输出，或造成断路器偷跳。此同题的解决是一个系统工程，它不仅与保护装置有关，还与直流系统有关。在图1-1中，假若+电源在S处意外接地，由于CT电容器电