淺談電力繼電保護(hù)抗干擾措施與方法

尹力

【摘 要】隨著變電站自動化系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)設(shè)備不斷更新?lián)Q代，干擾問題則成為了繼電保護(hù)裝置不正確動作和監(jiān)控系統(tǒng)不正常工作的主要原因之一，采取合理的措施解決保護(hù)和自動化設(shè)備的抗干擾問題越來越迫切。筆者結(jié)合實際經(jīng)驗，總結(jié)了幾點(diǎn)繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)措施及方法，希望能夠?qū)I(yè)內(nèi)人士有一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；抗干擾；措施；方法 1.電力繼電保護(hù)的內(nèi)涵與基本要求

1.1繼電保護(hù)的內(nèi)涵

繼電保護(hù)（Protectire Relay；RelayProtection）是在運(yùn)用繼電保護(hù)技術(shù)或者繼電保護(hù)裝置單元的基礎(chǔ)上組成的一套繼電系統(tǒng)，其主要的功能在于它能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的故障和非正常運(yùn)行狀態(tài)做出反映，并在最短時間或最小區(qū)域內(nèi)作用于斷路器閘或發(fā)出警報信號由值班人員及時排除非正常運(yùn)行狀態(tài)的根源，迅速處理，使之恢復(fù)正常，以減少或者避免電力設(shè)備遭受損害并對相鄰地區(qū)的供電產(chǎn)生影響。

1.2繼電保護(hù)基本要求

繼電保護(hù)應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求?？煽啃允侵咐^電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動作時應(yīng)可靠動作，在正常運(yùn)行狀態(tài)時，不該動作時應(yīng)可靠不動作。任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，可靠性是對繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求，主要由配置合理、性能優(yōu)良的裝置以及正常的維護(hù)和管理來保證；選擇性指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動時，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來切除故障。上、下級電網(wǎng)（包括同級）繼電保護(hù)之間的整定，應(yīng)遵循逐級配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電；靈敏性是指設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)；速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，以減輕損壞程度，指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設(shè)備自動投入的效果。

2.提高繼電保護(hù)抗干擾技術(shù)措施及預(yù)防方法

（1）降低電力系統(tǒng)中一次設(shè)備的各種接地電阻降低諸如電壓互感器、電流互感器以及避雷器的接地電阻，不僅能夠減小高頻電流流入時所形成的電位差，而且可以構(gòu)成具有低阻抗特性的接地網(wǎng)，使得變電站內(nèi)部的地電差位降低，從而減少二次回路設(shè)備受到此些接地電阻的干擾程度。

（2）把高頻同軸的電纜在控制室和開關(guān)場兩端分別進(jìn)行接地假如在一端對高頻的同軸電纜進(jìn)行接地，則空母線受隔離開關(guān)的支配，勢必在另一端產(chǎn)生瞬間的高電壓。這就加大了設(shè)備某個端子出現(xiàn)高電壓的可能性，從而影響到設(shè)備的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）構(gòu)造一些繼電保護(hù)裝置的電位面繼電保護(hù)裝置均在控制室集中的情況下，應(yīng)將連網(wǎng)的中心計算機(jī)、各套微機(jī)的保護(hù)與控制裝置置于同一電位面，此電位面應(yīng)聯(lián)系控制室的地網(wǎng)，使得電位面的電位同地網(wǎng)的電位變化浮動能夠處于一致狀態(tài)，同時防止此電位面遭受地網(wǎng)地電位差的侵入，從而確保地網(wǎng)與微機(jī)設(shè)備間無電位差，達(dá)到通信可靠性的目的。各微機(jī)設(shè)備連接電位面時，應(yīng)有相適應(yīng)截面且專用的接地線，各組件不管是外部亦或內(nèi)部的接地與零點(diǎn)位置均應(yīng)使用專用連接線連接至專屬的接地線上，然后將專門的接地線同保護(hù)盤的接地端子相連接，使得接地端子接至地網(wǎng)上的合適部位，繼而形成一個電位面的網(wǎng)，能夠屏蔽許多干擾。

（4）斷開與濾波器連接的一、二次線圈上的接地連線防止隔離開關(guān)操作亦或雷電導(dǎo)致干擾的主要措施之一就是斷開與濾波器的一、二次線圈上的接地連線，同時二次接地應(yīng)距一次接地的位置要≥3-5m。不管是由于操作隔離開關(guān)還是受到雷擊，均能形成高頻度的電流，這在一定程度上加大了高頻電流經(jīng)過高壓耦合的電容器流入地網(wǎng)的可能性，在此種情況下，將出現(xiàn)相當(dāng)高的高頻度電壓，從而經(jīng)過層間的電容和二次設(shè)備電纜侵入到二次設(shè)備。

倘若不斷開與濾波器的一、二次線圈上的接地連線，高頻電壓勢必干擾繼電保護(hù)裝置。由于高頻電流通過接地點(diǎn)至地網(wǎng)時，將在接地點(diǎn)的位置形成特別高的電位，然而，相比高頻而言，地網(wǎng)為高電阻，從而造成高頻電位順著四周迅速衰減，因此，為縮短二次回路接地位置同二次設(shè)備的電位差距，同時使一次設(shè)備的接地位置和二次回路的接地位置有一定的距離，二者差距應(yīng)為 3～5m，這樣不僅可以減少電纜的屏蔽層中經(jīng)過的高頻電流，而且能夠降低芯線受到的干擾程度。

（5）對二次設(shè)備實行狀態(tài)監(jiān)測方法。

隨著微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動裝置的自診斷技術(shù)的發(fā)展，變電站繼電保護(hù)故障診斷系統(tǒng)的完善為電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。對綜合自動化變電站而言容易實現(xiàn)繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測，保護(hù)裝置內(nèi)各模塊具有自診斷功能，對裝置的電源、CPU、I/0接口、A/D轉(zhuǎn)換、存儲器等插件進(jìn)行巡查診斷。可以采用比較法、編碼法、校驗法、監(jiān)視定時器法、特征字法等故障測試的方法。對保護(hù)裝置可通過加載在線監(jiān)測程序，自動測試每一臺設(shè)備和部件。但是一些常規(guī)繼電保護(hù)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測較難實現(xiàn)，比如二次回路是由若干繼電器和連接各個設(shè)備的電纜所組成，點(diǎn)多、分散，要通過在線監(jiān)測繼電器觸點(diǎn)的狀況和接線的正確性等既難也不經(jīng)濟(jì)。一方面應(yīng)從設(shè)備管理環(huán)節(jié)人手，如設(shè)備的驗收管理，離線檢修資料管理，結(jié)合在線監(jiān)測來診斷其狀態(tài)。另一方面在不增加新的投入的情況下，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的測量手段。

（6）實行繼電保護(hù)智能化與網(wǎng)絡(luò)。

近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐步開始。例如在居民線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路屬于非線性問題，距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動，如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本分析，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別，其它如遺傳算法，進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。在新時期，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，它深刻影響著各工業(yè)領(lǐng)域，也為各工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。

到目前為止，除了差動保護(hù)外，所有繼電器保護(hù)裝置只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念，這要求每個保護(hù)單元都能共享系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息數(shù)據(jù)，各保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即使現(xiàn)微機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化，這在當(dāng)前的技術(shù)條件是完全可能的。

3.結(jié)束語

繼電保護(hù)對我國電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，有著重要的意義和作用，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，用電需求不斷增大，用電質(zhì)量不斷提高的新形勢下，做好繼電保護(hù)工作有著更深遠(yuǎn)的意義。我們要不斷研究新形勢下繼電保護(hù)的出現(xiàn)的新情況、新問題，更新繼電保護(hù)裝置的新設(shè)備、新產(chǎn)品，努力掌握繼電保護(hù)裝置的新技術(shù)，以適應(yīng)未來供電技術(shù)改革與發(fā)展。

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