高频通道的干扰及其防范

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1、高频通道的干扰及其防范　　曾家瑞　　湖南电力调度通信中心（湖南长沙　410007）摘　要　针对高频保护的误动问题，分析了误动的主要原因是各种干扰所致，进而分析了干扰的种类、机理和危害，提出了防止干扰的措施。关键词　高频通道　干扰　措施0　引　言　　　　近年来，随着微机型高频保护的广泛应用，设备抗干扰问题越来越重要。从1995年至1997年，系统共发生高频方向、高频闭锁出口误跳4次，柘泉线高频相差误动4次。这些均是由于区外发生故障引起相差保护误动的。这些不明原因的误动对系统造成了很大危害。所以，对系统的干扰因素我们必须有一个清晰的认识。1　干扰的种类和产

2、生机理　　　　作为电磁干扰主要是以感应形式存在，无外乎3种情况：　　a．静电感应电压，Un∞jωCUs，式中Un为耦合感应电压；Us为干扰源电压。静电耦合感应主要在无线电频率下由电气设备相互近距离而形成的感应，它与频率、耦合电容、干扰源电压成正比。　　b．电磁感应Un＝jωMIs，式中M为互感系数；Is为干扰电流。这种感应是由互感M引起的干扰电压，在设备内部配线以及超近距离的设备外配线间均可引起干扰。　　c．电导感应Un＝ZcIs，在感应回路和被感应回路的共同阻抗流过干扰电流引起的干扰电压。电源输出和接地线等阻抗均可引起干扰。1．1　电磁式继电器的电磁

3、干扰　　电磁式继电器的电磁系统是由1个或若干个线圈及铁芯、磁轭、衔铁等组成。线圈的电感和分布电容比较大。分布电容在线圈通断电流时使线圈有效地短路。这样，当通过线圈电流的通路被切断时，线圈周围的磁场突然消失，线圈上则会产生具有陡峭波前的高达数百伏甚至上千伏的“感性冲击”瞬态浪涌电压，它是在电流通路断开的3μs内产生的约为电源电压100倍的瞬态过电压，然后按线圈电感、分布电容和电阻所决定的速率衰减到零。这种脉冲过电压能产生极大的能量释放，它会窜入保护回路，对保护装置产生相当大的电能冲击和激励。此外，触点的闭合或断开的瞬间，触点间将会产生电弧电流，形成陡峭的

4、浪涌冲击电压，从而能激励其线圈回路、磁路（场）的振荡。该振荡形成的辐射干扰并通过电源线将干扰传导到系统中其它电路中去。这些干扰电磁波还含有很高的频率成分，存在于很宽的频段内。特别是触点的抖动使燃流熄灭，燃流多次重复更是形成瞬间快速脉冲串干扰。　　另外，继电器的塑料结构件由于静电感应而带有大量的静电电荷。当继电器在工作时，触点通断产生的电流会使这些塑料结构上电离积累游离的电荷增加，当电荷积累到一定程度后，会以电晕的方式迅速释放，产生一种强大的辐射干扰，即“P—静电干扰”。其特点是放电时间短（约1μs），放电电流大（可达几十安培），放电电压高（约数万伏），

5、具有20～1000MHz宽频率频谱成分。1．2　拉合刀闸引起的干扰　　对一次设备而言，变压器的投切，高压线路的拉合，隔离刀闸的变位，相对于继电器的通断和接点的开闭，其电磁干扰的影响就更大了。《电力自动化设备》杂志1997年1期介绍了东北用隔离开关投切母线对高频保护的影响，结线如图1所示，所测数据如表1所示。　　从表1看出，在收发信机入口的干扰电压可达数千伏。另外，各种电缆敷设在开关场，正常运行时就受强电场影响，尤其在母线下的电缆更是如此。东北500kV董家变进行过试验，在500kV母线下的地面上敷设了5种不同型号均为80m长的控制电缆，再经110m电缆

6、引入控制室，室外一侧缆芯均悬空，控制室侧接测量仪器，屏蔽电缆两端接地。当500kV母线拉合刀闸时，测得各种型号控制电缆芯线上的暂态干扰电压见表2。　　　　　安徽繁昌500kV变电所500kV室外部分置于电缆沟中的电缆，虽均为铝包铠装电缆，但在控制室内的芯线仍有使人麻电感觉，后在电缆沟上层支架敷设了2×120mm2钢芯铝线，多点接地，将控制电缆全置于它的下层才解决了“麻电”问题。1．3　电晕干扰　　高压线路每相的电晕干扰参数，取决于杆塔上各相的布置和每相的结构、线的长度、工作频率值及高频保护通道频带的宽度，同时，还取决于高压线路导线表面的状态及大气条件。

7、根据前苏联电力科研所提供的文献计算，最通用的相结构和导线水平排列的高压线路干扰电平的平均统计计算值（接收系统带宽为1kHz）在工作频率100kHz时，220kV线路为－28dB，500kV线路为－21dB，其他工作频率时修正为P干扰f＝P干扰－Kflg10－2f。式中f为频率（kHz），Kf为线路电压等级决定的系数：220kV为5，500kV为8．5。对不利天气下干扰电平还要增加，文献建议其增量取13dB。在线路发生短路时，由于电压的降低，电晕干扰电平也要相应减少，其减少量不小于10dB。但是如果架空地线没有接地，放电间隙过小，则要大大增加以至于干扰电

8、平超过收发信机的灵敏始点收信电平而动作，并且高倍数的频率可与工作频率产生差拍而导致收信波形间断