微机型继电保护抗干扰技术措施探究

微机型继电保护抗干扰技术措施探究

宫冲冲，徐传福

山东送变电工程有限公司 250000

摘要：近年来随着我国社会和经济的不断发展，电力事业得到了快速的发展，微机型继电保护装置对系统正常运行具有关键作用。微机型继电保护装置与传统的继电保护相比，具有很多的优点，比如完善的内部结构、应用先进的工作原理、安装调试运行工作简单、维护便利，但是在微机型继电保护装置工作的过程中，容易受到来自各方面的干扰，使电力体系得不到安全的保障。本文主要对微机型继电保护装置的类型以及抗干扰的措施展开论述。

关键词：微机型继电保护；抗干扰；措施研究

微机型继电保护装置遭受干扰后，将对其性能的发挥带来影响。所以必须切实加强对其根源的分析，并结合其根源，采取针对性的措施，切实强化对其的抗干扰性能的提升，从而更好地促进微机型继电保护装置性能和作用在电力系统中的发挥。

1.微机型继电保护产生的干扰因素分析

1.1微机型继电保护产生干扰的原因

雷击、倒闸操作失误以及接地事故的发生，都会对微机型继电保护装置产生干扰与影响，从而出现问题。随后，这些干扰会通过信号传递编号、电流发生回路以及控制回路的电缆等途径进入了二次设备，导致保护装置的读写程序出现问题，最终微机会进入死循环的状态或者中央处理系统会执行未在设定的程序。这是微机型继电保护装置产生干扰的根本原因。

1.2接地故障产生干扰

在变电站内部工作的过程中，当发生单相或者多相接地问题时，会产生故障电流，这种故障电流具有一定的特性，通过变压器的中性点，接地故障产生的故障电流会进入地网之中，并且经过大地和架空的地线流到故障地点。强大的故障电流会沿接地点流入到变电站的地网，地网的各个点会产生很高的地电位差，这个电位差被称之为 50HzT 频干扰，将会影响微机型继电保护装置，对高频保护产生严重的威胁。

1.3雷电产生的干扰

在大量干扰源产生的背后，雷电是干扰源产生的主要原因之一。尤其是在雷电高发期与雨季，更容易对变电站产生危害。一旦户外的电线构架或者是线路遭受到雷击的时候，大量的雷击电流会涌入到地网中，加上地网中原生电阻的存在，会出现暂态电流的产生。这种暂态电流，主要是在二次电缆屏蔽层的不同接点接地产生的暂态电流。产生的暂态电流会绕过屏蔽层，在二次电缆中产生了不必要的干扰电流。另外，这些干扰电流还会通过相关设备再次流入到二次回路。最后，这种在二次回路中产生的电压可以达到 30kV，会严重破坏继电保护装置。

1.4电感耦合产生干扰

在隔离操作时会产生雷电电流或高频电流，这些电流在经过高压母线的同时周围会出现大量磁场，其中一部分磁场会包围二次电缆，促使在二次回路感应出干扰电压，而且会传入二次设备上如继电保护装置。高频电流在母线上经接地电容进入地网，在地网和地电位产生电位差。因此二次电缆中会出现高频电流干扰二次回路，干扰信号通过二次电缆流进保护装置，导致装置受到各种干扰，进而大大影响了保护装置的保护作用。

1.5断路器操作过程中引起的干扰

断路器在操作中会切断电感线圈，这种情况下会在控制回路中产生干扰电波，干扰电波电磁频率为50MHz属于宽频电波。电波的干扰不仅在电感线圈切断时候产生，在使用对讲机、电话、计算机等通讯设备时均会产生电波干扰，这些都是微机型继电保护装置的干扰因素。

2.微机型继电保护设备运行的抗干扰技术措施

防止干扰影响弱电系统是抗干扰技术的基本措施，一方面可以改变外部环境，如隔离、屏蔽、切断干扰等来增强抗干扰能力。另一方面可以改进装置，升级硬件来增强抗干扰能力。

2.1保护屏的接地措施

微机保护屏内所有的隔离变压器一、二次绕组间应当有良好的屏蔽层，并可靠接地。微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地；将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后，将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于 50mm2 的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连，而后接于截面不小于 100mm2 的接地铜排上，再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。

2.2抗电源干扰的措施

只有不断减轻电源产生的干扰，才能真正降低微机型继电保护装置受到干扰的概率。具体可以从以下几个方面入手：第一，设置电源滤波器，消除在传导过程中产生的电磁干扰或者磁场；第二，增加机箱的屏蔽作用，一般情况下，装置内部的电源线会产生一定的干扰，机箱的屏蔽功能能够一定程度上减少电源线产生的干扰。此外，在选择滤波器的时候，要选择能够屏蔽接地的滤波器，能够缩短电源线到机箱柜体之间的距离；第三，选择综合功能好的开关电源。一般市面上较为流行的电源开关是输出波纹噪声小、抗干扰能力强的 KTD 的电源开关，从而达到保护微机系统的根本目的。

2.3保护二次回路电缆的抗干扰措施

(1)对于由开关场引入保护装置的交流电流、电压回路，信号回路，直流控制回路等电缆全部采用屏蔽电缆，如 KVVP2 - 22、KYJ VP、KXQ20等型号电缆。屏蔽层应采用电阻系数小的铜、铝等材料制成，而以前普遍使用的 KVV 等型号的钢带电缆均无屏蔽作用 。(2)屏蔽电缆的屏蔽层两端应可靠接地。在做电缆头之前，用1.5～2.5mm2 的单股铜芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕 10 圈以上，并进行固定，然后再做电缆头，用热缩管封紧，将单股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上，开关机构处接于可靠的接地点上。

(3)高频同轴电缆屏蔽层两端接地。对于高频保护用的高频同轴电缆，其屏蔽层两端应可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧，高频电缆的屏蔽层用直径 1.5～2.5mm2 的铜芯线紧紧缠绕并密封后，接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外在结合滤波器的二次接口处，可用大于 10mm2 的多股铜芯线将高频电缆的屏蔽层和接地线可靠相连。

2.4微机保护硬件采取抗干扰措施

当前来看微机型保护装置的生产厂家在机械研发的过程中，使用了抗干扰的措施，使用 VFC 的数据采集系统，这样在电气上可以完全使隔离模拟系统和数字系统，加强了微机型继电保护装置硬件的抗干扰能力。

2.5加强并规范变电站二次系统的防雷接地工作

做好电力系统保护站的防雷工作是一个非常重要的环节，这对于提高微机型继电保护装置的抗干扰能力具有重要的作用，保护站的设备减少雷电伤害的首要环节就是变电站的二次系统防雷工作。在这个过程当中，应该对系统进行统筹规划和全局的设计，同时从接地、屏蔽、限幅、均压和隔离这五个方面来综合防护；而且要加强设备自身的抗雷电电磁干扰的能力。

3.实施抗干扰保护的误区

(1)利用备用电缆芯两端同时接地来作为抗干扰措施。实践证明，由于开关场各处的地电位不相等，两端接地的备用电缆芯中仍然会有电流流过，这对于其中不对称排列的工作电缆芯会感应出电势，从而对保护造成干扰。

(2)只将屏蔽电缆屏蔽层的一端接地。这样，非接地端的屏蔽层对地和导线对地之间将出现很高的暂态电压，对保护装置造成较强的干扰。所以电缆一端的屏蔽层接地、屏蔽层中间断裂不完整等都将严重地降低屏蔽效果。

4.结束语

如今电力系统发展迅猛，微机型保护装置也得到了广泛的应用，同时外界对于微机型电力保护装置的干扰也变得多种多样，而且干扰传播的途经也日趋复杂多变。在现实的机器运作中，外界对于微机型的保护也无法避免，只有在运行、施工、设计中多重视外来因素的干扰问题，及时采取措施，才可以将干扰的影响程度降至最低。其中比较好的方式是将干扰的传播阻隔，使微机型继电保护设备有一个良好的低干扰的运行环境。所以抗干扰问题的解决在微机型继电保护和维护电网稳定安全运行有着至关重要的作用。

参考文献

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