关于微机继电保护装置电磁兼容的研究

关于微机继电保护装置电磁兼容的研究

郑婷

（国网福州供电公司福建福州350004）

摘要：本文在介绍了微机继电保护装置的结构的同时，对装置所面临的电磁干扰问题进行了分析，指出了干扰的不同来源，以及对装置的影响，据此，重点提出了微机继电保护装置的电磁兼容策略，目的在于最大程度的提高其运行的稳定性与可靠性。

关键词：微机；继电保护装置；电磁兼容

前言：电力系统的运行容易受到来自于各个方面的干扰，以自然因素中的雷电为例，一旦出现雷电天气，变电站中便很可能出现放电现象，对电力系统运行稳定性与安全性的保证十分不利。传统采用电磁式继电保护装置，实现对系统的保护，效果相对较差。微机继电保护装置的应用，能够发挥更高的保护功能，但其自身却容易受电磁干扰，因此，提高微机继电保护装置的电磁兼容性，已经成为了电力领域关注的重点问题。

1微机继电保护装置结构

微机继电保护装置是继电保护装置中的一种，以插件式结构的装置为例，其硬件构成情况如图1[1]：

图1微机继电保护装置结构

通过图1可以看出，插件式微机继电保护装置主要包括人机交互插件与电源插件等在内的共五部分插件。其中人机交互插件下，包括LCD与KEY两大模块。电源插件可以支持±5V、±15V、±24V三种电压。除此之外，其他插件也包含着不同的模块。其功能的共同实现，是微机继电保护装置功能实现的基础。

2微机继电保护装置面临的电磁干扰

微机继电保护装置容易面临多种电磁干扰，根据干扰来源的不同，可以将其分为来自于自然因素的雷电问题、来自于人为因素的操作问题，以及来自于系统本身的系统问题和来自于周围环境的辐射与电磁场的问题，具体体现在以下方面：

2.1雷电问题

雷电问题极容易对电力系统造成影响，进而影响到微机继电保护装置的电磁环境，导致其被干扰。具体来看，雷击对电力系统产生的影响主要体现在两方面：一方面，雷击容易对电力系统的输电线路造成影响，另一方面，容易导致变电站的防雷系统被破坏。上述两种影响都较为严重，甚至会导致电力系统无法顺利运行。雷电所产生的强大磁场，会对微机继电保护功能的发挥带来阻碍，继而导致其被干扰。

2.2操作问题

由操作问题导致的干扰，主要体现在开关操作方面[2]。变电站中的开关操作形式存在很多种，根据变电站元件的不同，其在电容等方面也存在不同，需要采取不同的操作形式。若非如此，很容易导致其状态发生变化，进而产生暂态过电压，引发衰减，对微机继电保护装置造成电磁干扰[3]。

2.3系统问题

由系统问题影响所导致的电磁干扰，主要体现为系统短路。在上述问题发生时，电流会流入到接地网中，进而导致接地网电位升高，引发二次回路电位的升高，最终对微机继电保护装置的运行环境造成影响，导致电磁干扰的出现。

2.4辐射问题

变电站工作人员所使用的手机等移动通讯设备，会产生无线电波，导致电磁辐射问题的发生，长时间受该部分电磁辐射的影响，微机继电保护装置的整体性能必定会受到影响，导致其功能无法正常发挥，对于电力系统运行的可靠性会产生影响。

2.5电磁场问题

电磁场通常来源于各供电设备与用电设备。上述设备在运行过程中，均会产生电磁场，电磁场围绕在微机继电保护装置的周围，长此以往，极容易导致其被干扰，一旦电力系统出现了故障，各供电与用电设备运行不稳定时，干扰会更加严重。

3微机继电保护装置电磁兼容措施

为提高微机继电保护装置的使用效果，保证其功能能够顺利发挥，必须采取相应的措施，解决电磁干扰问题。可以通过屏蔽的方式，将电磁干扰隔离在装置外，优化装置运行环境，保证其功能的顺利发挥。同时可以采用将装置接地的方式，解决干扰问题，同时，还应综合其他手段解决问题。

3.1微机继电保护装置的屏蔽

采取屏蔽的方法，可以达到避免微机继电保护装置受到电磁干扰的目的。可使用机箱，实现对插件的屏蔽[4]。

微机继电保护装置的屏蔽包括电磁感应屏蔽与静电屏蔽两种。在微机继电保护装置受到电磁干扰后，干扰首先会从电源插件进入，继而向其他插件传播，最终影响到装置的内部，对装置造成实质性的干扰。

在微机继电保护装置中，其内部的CT与PT的原边与副边线圈之间受干扰较为严重，因此需要重点采取屏蔽措施，为提高屏蔽有效性，可增强屏蔽，屏蔽体应采取两点接地的方式进行处理。除此之外，由于电源插件是干扰进入的主要途径，因此同样需要重点对其加以屏蔽，具体手段与上述方法一致。

3.2微机继电保护装置的接地

微机继电保护装置的接地较为复杂，包括屏蔽接地、安全接地与工作接地三种。

3.2.1屏蔽接地

屏蔽接地指的是在采取屏蔽措施的基础上，将屏蔽体接地，以提高其屏蔽效果的一种方法。屏蔽体处于微机继电保护装置内部，通过接地线连接的方式，穿透装置外壳，达到接地目的，实现对电磁干扰的屏蔽。

3.2.2安全接地

绝缘性关系着安全性，因此，安全接地应从保证用电设备的绝缘性能出发来实现，如其绝缘能力下降，极容易导致安全事故的发生。采用安全接地的方法可以有效解决上述问题，能够有效的提高设备的绝缘性能，并达保护微机继电保护装置，使其不被干扰的目的。

3.2.3工作接地

工作接地，指的是信号回路与工作地的连接[5]。上述接地方式的接地点可以存在一个或两个，而接地方式则主要包括三种，分别为直接接地、电容接地与浮地方式。直接接地指的是直接将零线接地，避免设备受电磁干扰。但需要注意的是，其电位必须与接地网电位相一致，随着其降低而降低，随着其升高而升高。电容接地指的是将零线通过电容器实现接地，同样具有一定的缺陷。相对而言，浮地方式的优势相对较大，可以达到提高对地电阻的效果，因此其对电磁干扰的屏蔽效果也就相对较好。在实际接地方式选择过程中，可以综合上述方式的优势以及缺陷，进行合理选择。

3.3二次回路抗干扰

为提高微机继电保护装置的电磁兼容效果，仅仅采取屏蔽措施还远远不够，应对其二次回路进行设计，提高其抗干扰能力，从而进一步提高微机继电保护装置的抗干扰水平。可以通过降低二次回路附近的电气值，实现抗干扰，实践证明，其抗干扰效果较好[6]。

3.4装置设置滤波器

滤波器的功能在于提高装置硬件的抗干扰能力，因此，工作人员可以应用这一装置，与屏蔽、二次回路抗干扰两者相结合，实现对微机继电保护装置的三重保护，进而最大程度的避免其受电磁干扰而出现功能性的问题，提高其运行可靠性，保证电力系统的正常运行。

结论：

通过上述文章可以看出，微机继电保护装置的运行容易受到电磁干扰，干扰来源于多方面，对装置性能的发挥会产生阻碍，同时也会对电力系统的稳定运行产生影响。为解决这一问题，采取屏蔽、接地方式，提高二次回路抗干扰能力，并设置滤波器，实现对装置硬件的保护，能够有效的达到解决电磁干扰问题的目的，对电力系统的正常运行十分有利。

参考文献：

[1]韩天行,梁志成.电力系统继电保护及自动化设备电磁兼容标准的发展动向[J].广东输电与变电技术,2009,01:9-19.

[2]苏惠峰,高莉,段新,贠保记.微机继电保护装置的电磁兼容设计[J].电力系统保护与控制,2009,17:97-101.

[3]周冰航,周有庆,刘敏.变电站微机保护装置的电磁兼容研究[J].继电器,2008,10:1-4+10.

[4]骆飞,王富荣,王海霞.微机继电保护的电磁兼容[J].电子质量,2004,04:33-35+16.

[5]田莉莉,张锋,王明伟.分析电磁干扰对微机继电保护装置的影响[J].通讯世界,2016,05:168.

[6]李红兵,张展华.变电站微机保护测控装置的电磁兼容及应对措施[J].船电技术,2010,01:58-60.