淺析微機(jī)型繼電保護(hù)裝置抗干擾的措施

湛軍

摘要：在現(xiàn)今電力系統(tǒng)中由于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有工作原理先進(jìn)、設(shè)備結(jié)構(gòu)完善以及后期維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，在電力運(yùn)行中占重要地位。但是，隨著大量的引入應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)微機(jī)型繼電保護(hù)裝置很容易受到外界條件干擾。本文針對(duì)這些干擾條件提出了相應(yīng)的抗干擾措施，以期通過(guò)抗干擾措施來(lái)提高微機(jī)型繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性、高效性。

關(guān)鍵詞：微機(jī)型繼電保護(hù)裝置；抗干擾；措施

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的設(shè)備已越來(lái)越具有先進(jìn)性。微機(jī)型繼電保護(hù)裝置由于其先進(jìn)的科學(xué)優(yōu)勢(shì)逐漸取代了原有的繼電保護(hù)裝置，但由于其本身的抗干擾能力比較弱，要想確保裝置運(yùn)行的高效性、穩(wěn)定性就需要一系列的抗干擾措施，只有有效的抗干擾措施才能實(shí)現(xiàn)供電運(yùn)行的可靠性與高效性。微機(jī)型繼電保護(hù)裝置一旦受到外界干擾其自身性能就會(huì)改變。我們只有根據(jù)實(shí)際干擾原因進(jìn)行全面分析并采取有效措施，才能提高設(shè)備的抗干擾能力。

1 干擾的來(lái)源分析

在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行工作中，容易受到外界多種原因干擾，按照來(lái)源來(lái)說(shuō)可以分為主觀原因和客觀原因。要想保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就需要提前預(yù)防干擾因素，相關(guān)工作人員要提前對(duì)干擾因素進(jìn)行排查，以確保微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的高性能及可靠運(yùn)行。

1.1 主要干擾原因

引起微機(jī)型繼電保護(hù)裝置故障的主要原因是雷擊、倒閘操作失誤以及接地事故的產(chǎn)生。這些事故產(chǎn)生后會(huì)通過(guò)不同的途徑將干擾源傳入至主控室的二次設(shè)備導(dǎo)致保護(hù)裝置的程序出現(xiàn)錯(cuò)誤甚至是損壞，這些錯(cuò)誤程序?qū)е抡麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)或者處理器不再執(zhí)行設(shè)定的程序。

1.2 接地故障干擾

實(shí)際運(yùn)行中，變電站時(shí)常發(fā)生單相或者多相電流接地的間題，在問(wèn)題中產(chǎn)生的電流均具有自己的特性，他們以經(jīng)過(guò)變壓器的中性點(diǎn)這種途徑進(jìn)入地網(wǎng)中，在地網(wǎng)中以架空地線和大地為橋梁進(jìn)入到故障位置。變電站地網(wǎng)中由于大量故障電流的流入，電壓會(huì)升高，產(chǎn)生很高的電位差——“50HzT頻干擾”。接地故障的產(chǎn)生不僅影響微機(jī)型繼電保護(hù)裝置，還會(huì)影響高頻保護(hù)裝置。

1.3 電感耦合干擾

電感耦合干擾是在對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。這種干擾會(huì)誘發(fā)產(chǎn)生高頻電流和雷電電流，這些電流流經(jīng)高壓母線就會(huì)在母線周圍產(chǎn)生高強(qiáng)度的電磁場(chǎng)，新產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中會(huì)有部分電磁包圍電纜，被包圍的電纜在二次回路中產(chǎn)生電壓，這些新產(chǎn)生的電壓在線路中通過(guò)傳導(dǎo)會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置造成干擾。母線上的高頻電流則通過(guò)接地電容進(jìn)入地網(wǎng)，這些高頻電流會(huì)導(dǎo)致地網(wǎng)電位與不同點(diǎn)電位點(diǎn)之間產(chǎn)生差異，這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是由于二次電纜屏障層無(wú)法屏蔽新流入的高頻電流，這些高頻電流對(duì)電網(wǎng)二次回路具有很大的影響。

1.4 斷路器操作過(guò)程中引起的干擾

斷路器在操作中會(huì)切斷電感線圈，這種情況下會(huì)在控制回路中產(chǎn)生干擾電波，干擾電波電磁頻率為50MHz屬于寬頻電波。電波的干擾不僅在電感線圈切斷時(shí)候產(chǎn)生，在我們使用對(duì)講機(jī)、電話、計(jì)算機(jī)等通訊設(shè)備時(shí)均會(huì)產(chǎn)生電波干擾，這些都是微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的干擾因素。

1.5 雷電干擾

雷電干擾是微機(jī)型繼電保護(hù)裝置客觀干擾因素的最主要原因，也是危害最大的。在雨雪天氣時(shí)雷電干擾尤為突出。變電站在遭受雷擊后，雷擊電流會(huì)大量流入到地網(wǎng)中，由于地網(wǎng)中原有電阻存在，會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電流。暫態(tài)電流是指二次電纜屏障層不同接地點(diǎn)產(chǎn)生的電流。二次電纜的屏蔽層不能屏蔽所產(chǎn)生的暫態(tài)電流，這些暫態(tài)電流會(huì)對(duì)二次回路產(chǎn)生一定的干擾，造成信號(hào)誤發(fā)甚至導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。除此之外，這些產(chǎn)生的干擾電流會(huì)通過(guò)不同設(shè)備流入二次回路產(chǎn)生二次干擾，這些回路中的電流會(huì)產(chǎn)生電壓，電壓一旦超過(guò)30KV就會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生很大損傷。

2 干擾造成的后果

2.1 運(yùn)算或邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤

在微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)，其輸入/輸出數(shù)據(jù)、微處理器計(jì)算的中間結(jié)果、控制程序流程的標(biāo)志字等，都是存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的隨機(jī)存貯器（RAM）中。由于RAM的抗干擾能力較差，在強(qiáng)電磁干擾信號(hào)作用下，有可能使存放在RAM中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化；這部分變化將導(dǎo)致運(yùn)算結(jié)果的偏離或錯(cuò)誤，直接導(dǎo)致出口繼電器的動(dòng)作結(jié)果可能與實(shí)際情況不符，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行造成很大的危害。

2.2 運(yùn)算程序出軌

在微機(jī)執(zhí)行運(yùn)行程序期間，運(yùn)行的程序通常存放在只讀存貯器（ROM）中，所謂程序只是微處理器可識(shí)別的機(jī)器碼，在干擾信號(hào)作用下，這些機(jī)器碼可能發(fā)生變化，將出現(xiàn)處理器無(wú)法辨識(shí)的編碼，導(dǎo)致處理器無(wú)法工作。此外，如果干擾源改變了控制程序流向的標(biāo)志字時(shí)，也將改變運(yùn)行程序的執(zhí)行順序，使微機(jī)的運(yùn)行程序跑飛，出現(xiàn)死機(jī)等問(wèn)題。

2.3 損壞微機(jī)插件及芯片

在強(qiáng)電磁干擾作用下，微機(jī)中的一些半導(dǎo)體芯片將直接受到損壞，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。

3 預(yù)防干擾措施

微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的大多數(shù)干擾因素只有通過(guò)二次回路才能產(chǎn)生干擾。這些干擾產(chǎn)生后不僅干擾保護(hù)裝置的程序，降低其安全性與穩(wěn)定性，還會(huì)對(duì)設(shè)備原件本身造成損傷，使原件的使用壽命降低。在電力運(yùn)行過(guò)程中想要保證安全可靠運(yùn)行就要不斷預(yù)防干擾因素產(chǎn)生，組織干擾電流流入系統(tǒng)弱電部分。針對(duì)干擾的不同因素，主要采取以下幾點(diǎn)措施：第一，優(yōu)化電力設(shè)備設(shè)施，提高其自身的抗干擾能力；第二，針對(duì)客觀因素考慮增強(qiáng)電力設(shè)備的屏蔽措施。

3.1 電源的抗干擾措施

微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的干擾主要來(lái)源是電源產(chǎn)生的干擾，降低電源產(chǎn)生的干擾可以有效減少保護(hù)裝置受到干擾。電源的抗干擾措施主要有：第一，加強(qiáng)系統(tǒng)屏蔽，良好的屏蔽作用可以降低裝置內(nèi)部電源產(chǎn)生干擾的影響；第二，加裝電源濾波器，主要為了濾過(guò)掉傳導(dǎo)中產(chǎn)生的電磁干擾。選擇的電源濾波器一定是可以屏蔽接地的濾波器，因其可以使電源線和主機(jī)之間距離最小化；第三，選擇性能指數(shù)好的開(kāi)關(guān)，一般選擇KTD開(kāi)關(guān)。高性能指數(shù)開(kāi)關(guān)一般是指輸出波紋噪音小、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)。

3.2 切實(shí)落實(shí)保護(hù)屏接地工作

良好的屏蔽裝置是抗干擾的重要措施，變壓器一次和二次繞組之間要安裝屏蔽層，屏蔽層可以有效降低外界因素對(duì)微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的干擾。第一，要確保投入建設(shè)中的箱體可以實(shí)現(xiàn)可靠接地，這是通過(guò)一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的；第二，定期檢查保護(hù)屏底座，如發(fā)現(xiàn)鐵銹及時(shí)清理；第三，確保保護(hù)屏底部槽鋼連接緊密，可以通過(guò)銅芯線連接。

3.3 提高微機(jī)型保護(hù)裝置的自身抗干擾能力

目前市場(chǎng)上流通的微機(jī)保護(hù)裝置均采取了抗干擾措施，生產(chǎn)廠家利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷提高微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力，主要采用隔離數(shù)字系統(tǒng)以及模擬系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)抗干擾作用。

3.4 預(yù)防風(fēng)雷干擾

預(yù)防雷雨天氣出現(xiàn)干擾是抗干擾工作中的重要環(huán)節(jié)，如果可以有效預(yù)防雷雨天干擾的產(chǎn)生，可以大大提高微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的可靠性。防雷工作的重點(diǎn)是變電站二次系統(tǒng)，要根據(jù)設(shè)計(jì)原理從整體上全面規(guī)劃再屏障。隔離、接地、限幅幾個(gè)方面加強(qiáng)防護(hù)，并且加強(qiáng)設(shè)備本身的抗干擾能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述分析可知，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置容易受到多種因素干擾，除了自身基本原因還受到電感耦合、接地故障、斷路器操作、雷擊等外界因素干擾，我們針對(duì)這些干擾因素一一施行預(yù)防措施，即切實(shí)做好接地裝置和屏蔽裝置、加強(qiáng)設(shè)備自身抗干擾能力、增強(qiáng)二次系統(tǒng)中的雷電接地等工作，只有做好上述措施才能減少干擾，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升供電效率。

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