发电厂继电保护的干扰因素与对策分析

发电厂继电保护的干扰因素与对策分析

赵丽杰

江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司 226246

摘要：发电厂生产工作中，继电保护装置能及时隔离故障元件，避免故障影响范围扩大，从而确保发电工作的稳定性。但是继电保护装置在实际运行中，会受到各种干扰因素影响，导致装置出现误动、损坏等问题。发电厂应该针对干扰因素做好防范工作，保证发电的安全。

关键词：发电工程；继电保护；干扰因素

引言

继电保护装置是保障电力元件安全运行的基本设备，任何电力元件不得在无保护状态下运行，在发电厂运行过程中，需要科学地构建继电保护，维护发电厂运行的稳定性。但是在电力系统故障、设备操作、雷击以及辐射等各种干扰因素的影响下，会导致继电保护装置出现问题，因此发电厂需要科学防范继电保护干扰，保障发电厂继电保护正常运行。发电厂需要研究继电保护的干扰因素，提出针对性的防范措施，保障发电厂继电保护装置运行的稳定性。

1继电保护的概述

在电力系统运行过程中，会发生各种故障或者系统发生异常。当电力系统出现故障或者系统异常的时候，继电保护装置会对系统进行检测发出警报，可以直接将严重故障部分进行切除或者隔离。电力系统的正常运转，其中最主要的原因就是能及时排除这种故障，从而使电力系统远离危险的环境。在电力系统的运行过程中，对变压器、发电机和输电线路等进行保护是极其重要的，如果对系统及其元件保护不及时，有可能导致整个电力系统的瓦解。在实际操作中，通常采用有触点的继电器对系统和元件进行有效保护，使整个系统运行正常，这种保护的方法人们称为继电保护。当电力系统在运行过程中发生故障或者出现异常情况时，继电保护装置就能在最短的时间内自动从系统中切除故障部位，或者发出警报信号。值班的工作人员根据系统发出的警报信号对故障进行跟踪并查找故障的根源，从而避免设备遭受更严重的破坏，或者对相邻地区的供电造成更大范围的影响。实际情况中，继电保护系统常会由于出现不容易被发现的干扰问题，无法进行正确预判和检测。如果没有有效的防范措施可能会造成继电保护系统各项功能失效，危及电力系统的正常运行及供电可靠性。提高继电保护抗干扰能力，提高继电保护可靠性，对电力系统稳定有重要的现实意义。

2电力继电保护装置常见干扰因素分析

2.1工频干扰

我国电力系统广泛采用的50Hz交流方式，电磁环境存在普遍的工频干扰现象。此外，发生高压接地故障时，有故障电流注入发电厂地网时，位于地网上不同的两点间将会产生电位差，最大值可达到每千安10V左右，工频干扰会对继电保护等电子设备造成干扰，引起设备运行异常。

2.2辐射干扰

随着智能化在电厂的普及，移动通信设备被广泛用于发电厂，通信设备工作环境不可避免地会形成磁场，造成特定的辐射干扰。在辐射干扰的影响下，动态变化的磁场连接到继电器，对继电保护装置产生干扰，造成继电保护装置误动或拒动，会导致很大的经济损失和不安全事件。因此，在发电厂安装移动通信设备时，建议采取科学措施降低辐射干扰的强度。

2.3雷击因素

发生雷击时，由于电及磁的耦合，将会在导线和与地间产生干扰电压，在系统中形成高频电流，而且会导致暂态电位升高等问题，干扰电压会影响继电保护系统可靠工作，而且也会使其他的电力设备受到损坏。继电保护系统可能会在雷击电流的作用下出现误动作，或者受到电流冲击的破坏，导致继电保护系统的稳定性降低，灵敏性改变，一些继电保护装置甚至会在雷击冲击下直接失效，使电厂发电设备失去保护，影响正常的电力生产。

2.4高频干扰

电力系统在进行电气设备操作或系统故障时，会在二次回路上引起高频干扰。当高压隔离开关切合高压带电母线时，如果隔离开关的操作速度缓慢，在隔离开关的两个触头间会产生每秒二三百次的再点弧过程，每次再点弧都产生前沿很陡的电流与电压波，传向母线并经各种形式电容注入地网产生高频振荡，这些高频振荡与二次回路耦合，产生干扰电压，从而对相关二次回路和保护设备产生干扰，当干扰程度超过装置逻辑元件允许的干扰水平时，将引起继电保护装置的不正常工作，从而使整个装置的工作逻辑或出口逻辑异常，对电力系统的稳定造成很大的影响。

3发电厂继电保护干扰因素的应对措施

3.1电源抗干扰的措施

当电力继电保护系统受到干扰时，我们要找到问题出现的原因以及相应的解决措施，从根本上对故障进行解决，提高继电保护装置电源系统的抗干扰能力，主要可以从下面几点进行开展：（1）设置电源滤波器，其作用就是对传输过程中所产生的干扰磁场进行清理消除。（2）加强机箱的屏蔽力度。一般来说，装置的内部也会产生一定的干扰，只有加强了机箱的屏蔽作用才能够消除这种影响。而且在对滤波器进行选择时，还应该选择具有屏蔽接地功能的滤波器，这样还能减小电源线和机箱柜体两者之间的距离。（3）所选择的开关电源的综合功能要强。现在市面上使用比较多的电源开关是噪声小和抗干扰能力强的开关，这在电力继电保护系统上起到了很大的作用。

3.2继电保护装置自身抗干扰措施

为排除外部因素对电力继电保护装置产生的干扰，首先要确保所用继电保护装置本身就具有较高的抗干扰能力，以此来保证装置能够最大程度上适应运行环境，维持稳定可靠的运行状态，为电力系统安全运行提供保障。保护装置交流输入回路与电子回路的隔离应采用带有屏蔽层的输入变压器（或变流器、电抗变压器等变换器），屏蔽层要直接接地。跳闸、信号等外引电路要经过触点过渡或光电耦合器隔离。发电厂、变电站的直流电源不宜直接与电子回路相连(例如经过逆变换器）。消除电子回路内部干扰源，例如在小型辅助继电器的线圈两端并联二极管或电阻、电容，以消除线圈断电时所产生的反电动势。保护装置强弱电平回路的配线要隔离。装置与外部设备相连，应具有一定的屏蔽措施。另外，可以配套应用先进的数据采集系统，对模拟系统和数字系统进行科学隔离，以此来进一步提高继电保护装置的抗干扰功能。

3.3完善直流回路，降低设备干扰

如果继电保护装置工作期间断开直流电路的电感器，则可以将续流电路重新呈现在设备中。在电感器被阻塞后，电磁场释放得更快，衰减率加快。其间要在电感器周围连接相关数据环路，即使在电感器被阻塞时，也可以通过发射电流来避免干扰。另外，根据电势增加和地面网络不同而产生的干扰，可以使用密集网络，在地面网络中安装一些接地棒，改变地面网络结构。人们要采用合理的设备进行接地，降低接地阻抗，最大程度地减少干扰。

3.4降低接地电阻，完善接地措施

为了减少瞬态电势差对供电系统的影响，技术人员有必要在供电系统工作时减小主设备的电阻，以提高继电保护装置的灵敏度。避雷器、电流和电压互感器等设备可以连接在一起，形成低电阻的接地网，有效地控制电流，减小电位差。在电力系统的运行中，接地网络始终确保电势相同，以便在电流变化时及时调整继电器的传输设备和保护装置。具体的补救措施包括：将滤波器用于次级接地，将铜屏蔽接地棒用于高频电缆的屏蔽层，二者可以显著提高继电保护装置的性能。

3.5防止空间磁场对二次回路干扰的措施

根据发电厂开关场和一次设备安装的实际情况，敷设与厂、站主接地网紧密连接的等电位接地网可以有效的防止二次回路的干扰。通过与主接地网紧密连接的二次等电位接地网，在系统发生近区故障和雷击事故时，以降低二次设备间电位差，减少对二次回路的干扰。目前《防止电力生产事故的二十五项重点》中对等电位地网的布置方式、铜排截面积、电缆线径、等电位地网与主地网连接方式、电缆屏蔽层的接地方式、继电保护和开关场的变压器、断路器、隔离开关和电流、电压互感器等设备接入等电位地网方式均有明确的要求，在工程建设中要严格按照相关要求进行设计、建设和验收，对于不满足要求的发电厂，需要进行技术改造，保证等电位地网满足要求，有效防止二次回路的干扰。

3.6其他抗干扰措施

交流回路与直流回路不使用同一根电缆，可以防止交直流之间的相互干扰。强电回路和弱电回路不使用同一根电缆，屏内布线不捆扎在一起，可以防止强电对弱电产生干扰。继电保护室或控制室应设电磁屏蔽网，或利用建筑物本身的钢筋连接后屏蔽体可防止户外高压配电设备产生的无线电干扰波入侵到室内。禁止在运行的继电保护室使用手机、对讲机等无线通讯设备，可以降低辐射干扰。在保护小室严禁使用电锤、电钻、电焊机等易产生强干扰设备，能在一定程度抑制或减少干扰。

结束语

继电保护抗干扰问题是发电厂设计和工作中必须考虑的问题，继电保护受到多种干扰因素的综合影响，易发生误动作和拒动作等问题。一方面，继电保护自身采取有效的抗干扰手段，可以增强抵御抗干扰能力，装置对外信息交互方式采用不受电位变化的影响方式如光信号、高电平信号；另一方面完善二次回路、等电网地网设计实施、日常规范管理，落实执行继电保护相应的管理制度等方面均可有效防范抗干扰问题。实际工作中应将各方面的干扰因素统筹考虑，不漏掉任何一个细节问题，抑制其干扰强度，减少其危害，保证继电保护安全稳定运行。

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