電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施的分析

楊瑛　肖濤

摘要：近年來，電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展迅速，電網(wǎng)規(guī)模不斷增大。保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，對(duì)供電可靠性要求也越來越嚴(yán)格。繼電保護(hù)二次回路抗干擾能力，是影響保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵因素。本文將電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施作為主要研究對(duì)象，并提出了抗干擾措施。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；二次回路；繼電保護(hù)；抗干擾

傳統(tǒng)二次回路及設(shè)備干擾主要是通過構(gòu)建理想的低阻抗接地網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，但是仍無法避免對(duì)設(shè)備造成的干擾。故障發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置處于強(qiáng)電磁環(huán)境中，繼電保護(hù)二次回路的電磁耦合作用對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行造成不良影響。因此，加大對(duì)電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾研究具有必要性。

一、電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)干擾類型

（1）接地故障。

系統(tǒng)發(fā)生單相或多相接地故障時(shí)，故障電流通過電力元件進(jìn)入到電網(wǎng)中，與架空地線及大地形成回路，故障切除前，持續(xù)的短路電流會(huì)嚴(yán)重影響二次回路的抗干擾性能。由于故障有可能發(fā)生在系統(tǒng)不同的節(jié)點(diǎn)處，這將產(chǎn)生更高的電勢(shì)差，導(dǎo)致工頻干擾，對(duì)二次保護(hù)造成嚴(yán)重的威脅。

（2）電感耦合。

在電感耦合下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，促使高頻電流逐漸向高壓母線中流入，并形成一定的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，并且會(huì)受二次電纜的包圍，在作用力的影響下，出現(xiàn)干擾電源，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。

（3）斷路器故障。

斷路器故障會(huì)對(duì)整個(gè)二次回路繼電保護(hù)裝置的正常使用造成嚴(yán)重的影響，受直流電感線圈影響，促使斷路器長(zhǎng)期處于斷開現(xiàn)象，并產(chǎn)生一定的電磁波，最高能夠達(dá)到50MHz。同時(shí)，附近的磁場(chǎng)還會(huì)對(duì)高頻電磁場(chǎng)造成嚴(yán)重的干擾，如果不能及時(shí)將故障切除，將會(huì)對(duì)二次回路造成引發(fā)嚴(yán)重影響[1]。

（4）雷電干擾。

雷電干擾受雷雨天氣及人為因素影響較大，一旦有雷電擊在地面的線路或燈塔上，都會(huì)對(duì)地下電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的干擾，受地網(wǎng)電阻影響，促使被屏蔽的雷擊電流產(chǎn)生暫態(tài)電流，并且會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)干擾電壓。

二、電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施

（1）建立繼電保護(hù)裝置等電位面。

在對(duì)電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)裝置進(jìn)行控制時(shí)，需要將繼電保護(hù)盤柜控制在同一等電位面上，為與主網(wǎng)之間的連接提供便利，等電位面會(huì)隨著地網(wǎng)電位的變化而發(fā)生浮動(dòng)，防止地電位差進(jìn)入到繼電保護(hù)裝置中去，避免繼電保護(hù)受到干擾。另外，還可以采用首尾相連的形式，將保護(hù)屏焊接成閉環(huán)回路，與控制室的地網(wǎng)建立連接。

（2）利用二次回路屏蔽電纜。

需要利用二次回路來屏蔽的電纜主要包括信號(hào)回路、電壓回路、交流電流及直流控制回路等。屏蔽層由電阻系數(shù)較小的銅所制成，確保了電纜兩側(cè)屏蔽層能夠可靠接地，將2.5～4mm2的多股銅芯線焊接在電纜屏蔽層的兩端，后用熱縮管對(duì)進(jìn)行固定。對(duì)于單屏蔽層的二次電纜，屏蔽層應(yīng)在開關(guān)場(chǎng)及保護(hù)室兩端接地，對(duì)于雙屏蔽層的二次電纜，外屏蔽層兩端接地，內(nèi)屏蔽層宜在戶內(nèi)端一點(diǎn)接地。以上電纜屏蔽層的接地都應(yīng)連接在二次接地網(wǎng)上。同時(shí)，為保證接地質(zhì)量，接地線截面不小于1.5 mm2。對(duì)于電纜經(jīng)過強(qiáng)電磁干擾環(huán)境時(shí)，如500kV變電站電抗器區(qū)域的電纜，若屏蔽層兩端接地，產(chǎn)生的環(huán)流會(huì)另電纜長(zhǎng)期發(fā)熱，存在運(yùn)行隱患，此時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況采取屏蔽層單側(cè)接地。

（3）敷設(shè)接地銅線。

暫態(tài)高壓的產(chǎn)生，是由于同軸電纜只在一端接地，用隔離來操作空母線產(chǎn)生的。高電壓的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致收發(fā)機(jī)出現(xiàn)損壞，影響其正常的工作。在開關(guān)場(chǎng)中，高頻同軸電纜應(yīng)在兩端分別接地，并靠近高頻同軸電纜敷設(shè)界面不小于100 mm2兩端接地的銅導(dǎo)線。在對(duì)高頻電纜進(jìn)行屏蔽時(shí)，要使用多股銅線來完成接地。控制室和開關(guān)場(chǎng)中通常會(huì)產(chǎn)生電壓降及電位差，為了降低電壓降及電位差，需要將100mm2的接地銅線敷設(shè)在靠近電纜處，并將其與地網(wǎng)及控制室的電纜層相接，并與保護(hù)屏相連。同時(shí)，還要將地網(wǎng)與濾波器接地點(diǎn)相連，并一直延伸到高頻電纜的引出端口處位置[2]。

（4）更換濾波器。

需要將高頻的變量器應(yīng)用到耦合度較強(qiáng)的高頻通道中，與0.047μF和2kV，1min的交流耐壓相串接。高壓電網(wǎng)容易發(fā)生接地故障，造成該種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是由于高頻電纜層出現(xiàn)兩點(diǎn)基地現(xiàn)象，當(dāng)接地電流通過變電所地網(wǎng)時(shí)，工頻電位差會(huì)形成縱向電壓進(jìn)入到高頻電纜回路中，促使高頻變量器出現(xiàn)飽和狀態(tài)，極易出現(xiàn)信號(hào)中斷現(xiàn)象。因此，針對(duì)出現(xiàn)的回路故障，要及時(shí)進(jìn)行工頻電流阻斷，將電容串接在回路中，對(duì)不符合年度檢修要求的窄帶濾波器進(jìn)行更換，換成二次側(cè)串的有電容寬帶濾波器[3]。

（5）增加抗干擾電容。

抗干擾電容需要增加到二次回路的適當(dāng)位置中，將保護(hù)裝置接入到電源及電流的入口處位置，簡(jiǎn)化電路圖如圖1所示，耦合電壓用公式表示為：

Z′2 = Z2 ×Z3 /（Z2 + Z3 ）

為了避免二次回路受到嚴(yán)重的干擾，通過增加抗干擾電容，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高頻干擾的抑制。但是增加抗干擾電源的方式也可能或引發(fā)一系列的不良后果，導(dǎo)致電容量增大，影響著二次回路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該種抗干擾能夠?qū)㈦妷航档偷?00～500V之間，在抗干擾抑制中取得了明顯的抗干擾效果，該種抗干擾方法應(yīng)該在電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)中大力推行。

三、結(jié)論

電網(wǎng)行業(yè)在人們的生活及生產(chǎn)工作中具有重要作用，給人們的生活提供了較大的便利。本文對(duì)接地故障、電感耦合、斷路器故障、雷電干擾等電網(wǎng)二次回路繼電感染源進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的提出了建立繼電保護(hù)裝置等電位面、敷設(shè)接地銅線、利用二次回路屏蔽電纜、更換濾波器、增加抗干擾電容等措施，一定程度解決了電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)干擾問題，為電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供了理論支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]張勇賢.分析電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾[J].信息化建設(shè)，2016，（06）：357.

[2]張現(xiàn)峰，王國祥.電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（08）：205.

[3]李紹志.芻議電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾[J].通訊世界，2014，（03）：3132.

作者簡(jiǎn)介：楊瑛（1987），女，湖北孝感人，碩士，中級(jí)工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。