变电站继电保护常见干扰及抗干扰措施研究

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1、变电站继电保护常见干扰及抗干扰措施研【摘要】变电站本身的高强度电磁场特性，不可避免会干扰继电保护装置正常运行，文章在简要概述变电站继电保护常见干扰源的基础上，从继电保护装置本身和变电站两个方面提出抗干扰措施，可为相关工作者提供参考。【关键词】变电站；继电保护；抗干扰【中图分类号】TM774【文献标识码】A【文章编号】1672—5158(2012)10-0256-02变电站是一个具有高强度电磁场的特殊区域，既有高电压、大电流一次强电设备产生的强烈电磁干扰，又有供电系统以及来自外界的干扰，从而对继电保护装置的正常运行产生重要的影响。因此，有必要对变电

2、站继电保护常见干扰源进行分析，在此基础上，采取综合性的抗干扰措施，以保证变电站继电保护装置的正确动作。1变电站继电保护干扰分析1.1高频干扰变电站内对二次回路及二次联接设备产生高频干扰的重要来源有：断路器的合闸、隔离刀闸带电操作空母线(例如旁路母线)等。对于隔离刀闸向空母线充电可以等效为隔离刀闸合闸于不带电的纯电容负荷。隔离刀闸带电合空母线在开始闪络拉弧的初始阶段将产生200〜300/s的再点弧过程。每次都将产生前沿很陡的电流与电压波，这些波沿母线传播，并经母线终端或各种电容器设备注入地网（例如电容式电压互感器），行波在每一个断点处都产生反射，从

3、而产生各种高频振荡，其频率范围一般为50kHz〜5MHz之间。这些高频振荡与二次回路耦合会感生出强烈的干扰。1.2辐射干扰在手机、对讲机的附近会产生强辐射电场和相应的磁场，变化的磁场会在附近的半导体器件回路中将感应高频电压，形成了一个假的信号源，在经过整流后可能将数字回路的逻辑电位偏移甚至造成逻辑混乱，研究表明，在一些目前仍被广泛运行的收发讯机、录波器5范围内使用手机、对讲机，收发讯机会启动，同样录波器也会启动。可见辐射对继电保护装置也是一个重要的干扰源。1.3工频干扰当变电站内发生接地故障时。会在变电站地网中和大地中流过接地故障电流，通过地网的

4、接地电阻，使接地故障后的变电站地网电位高于大地电位，该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小，按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电流10Vo1.4直流干扰对于直接电源的干扰主要有两个方面：直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断与恢复。因为抗干扰电容与分布电容的影响，直流的恢复可能极短，也可能较长，在直流电压的恢复过程中，电子设备内部的逻辑回路会发生畸变，造成继电保护功能紊乱而引起误发信号，误输出跳闸命令的错误动作行为；因外部原因致使直流回路中窜入交流分量，这种情况对经长电缆自变电站引入保护装置的控制及信号回路都有很大的影响。也

5、就是说直流电源中一旦串入交流成份，便会影响继电保护设备的动作行为，对系统的稳定造成很大的破坏。1.5静电干扰在干燥的环境下，工作人员的衣物上可能会带有高电压，在穿绝缘鞋的情况下，他们可以将电荷带到很远的地方,所以当工作人员接触电子设备时会对其放电，放电的程度依设备的接地情况，环境不同而不同，严重时会烧毁电子元件。1.6雷击干扰雷击对变电站的一次、二次设备都产生很大的影响。有研究结果表明，对于干扰而言：雷击相似于幅值平均为25kA的冲击型电流源，其上升时间从1卩s到大于50Ps,衰减到一半幅值的时间从几十微秒到几百微秒不等。无论雷击在变电站的什么部

6、位上，最终的雷击波都将经变电站母线四面传播，并经避雷器入地。由于电与磁之间的耦合，会在导线与地面之间产生干扰电波，这种干扰在屏蔽电缆中感应的电压波形决定于电缆本身的谐振频率。对于普通的屏蔽电缆，在严重雷击时其干扰将超过lkVo雷击的另一重要影响是雷击电流流入大地后产生的暂态地电位升高。当变电站接地部位直接雷击或雷击电流经避雷器入地时，高频电流会因为地网的高电阻，从设备到地网接地线的接地阻抗等等引起的暂态地电位升高。2变电站继电保护抗干扰措施分析2.1继电保护装置抗干扰措施为了提高继电保护及自动装置的安全运行水平：一方面从继电保护装置本入手，通过屏

7、蔽、接地、滤波等方式提高抗干扰能力；另一方面在变电站也要采取一些抗干扰对策，整体上提高抗干扰能力。所以，针对几种不同的干扰，在继电保护装置和变电站上需要采取抗干扰对策。2.2保护装置屏蔽措施在继电保护装置屏蔽设计之前，总体指标的分配非常重要，通常有30dB和70dB之说：即在同一环境中的一对设备,干扰电平与抗扰度之差小于30dB,设计阶段可不必专门进行屏蔽设计；若两者之差超过70dB,单靠屏蔽已经很难保证两者兼容，即使能达到兼容指标，设备成本也将会急剧增加。较为可行的办法是，在总体指标或方案配置上作出适当的调整，使得干扰电平和抗扰度电平之差介于3

8、0〜60dB之间。这是屏蔽设计常用的期望值。一般而言，当屏蔽要求高于上述期望值时，最常用的措施是整体屏蔽之后，内部再加第二重屏蔽；在控制