论电力系统继电保护干扰原因及其防护方法

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  在一般的电力系统中,用电设备一般情况下处于一种较正常的运行状态中,但有时也不可避免的出现一些故障或异常状态,为了保证供电的可靠性和安全性,就需引进继电保护。
  
  继电保护装置正常运行的基本要求
  (一)选择性 如供电系统出现了故障,继电保护装置就可对事故段进行选择性的切除,具体来说,就是先把离事故点最近的开关设备断开,这样就可以使供电系统的剩余部分可正常的运行与工作。
  (二)快速性 在一般情况下,要求继电保护装置能够对故障进行快速的反应及切除,这样尽可能降低事故造成的不良影响。但在有些情况下,快速的动作和选择性两者之间的要求是相互矛盾的。如在6kV到10kV的配电装置中,不能同时满足上面的两个要求的话,就先满足选择性,但若是在不尽快把故障切除就会造成严重生产破坏的时,则先满足快速性,此时选择性差一些关系不大。
  (三)灵敏性 所谓灵敏性是指在继电保护装置的保护范围所发生的,其对事故或异常运行状态的反应,其是靠灵敏系数作为衡量的标准。
  
  继电保护的干扰因素
  (一)高频干扰 变电所环境中二次回路与二次联接设备所造成高频干扰的环节,主要为断路器送电操作以及隔离刀闸带电操作空母线等。如电力系统在隔离开关的操作速度缓慢,操作时在隔离开关的两个触点间就会产生电弧闪络,产生操作过电压,出现高频电流,高频电流通过母线时,将在母线周围产生很强的电场和磁场,从而对相关二次回路和二次设备产生干扰,高频电流通过接地电容设备流人地网,将引起地电位的升高。
  (二)辐射干扰 随着科技的发展,电力系统周围常常会有步话机及移动通信等工具,这就会在周围产生较强的辐射电场和磁场,不断变化的磁场能够在周围的半导体器件回路中感应高频电压,造成虚假信号源,整流后容易导致数字回路逻辑电位发生偏移或者引发混乱,从而导致了继电保护装置不正确动作。
  (三)直流电源干扰 当在变电所内出现接地故障时,在变电站地网中与大地中流过接地故障电流,通过地网接地电阻,使接地故障后的变电站地网电位高于大地电位。对于直流回路上发生故障或者其它的原因产生的短时电源中断接电源的干扰主要是直流及恢复,在直流电压的恢复过程中,电子设备内部的逻辑回路会发生畸变,造成继电的暂态电位差,从而影响整个保护系统。
  (四)静电放电干扰 一般在干燥的环境中,操作人员的衣物上可能会带有高电压,在穿绝缘靴的情况下,会将电荷附带,所以当工作人员在与电子设备接触时会对其产生放电,其放电程度依设备的接地情况以及环境的不同而不同,甚至会造成电子元件损坏,破坏到继电保护系统。
  (五)雷击因素干扰 雷击能严重影响变电所的一次、二次设备,当变电站的接地部件或者避雷器遭受雷击时,雷击波通过变电所母线进行传播,经避雷器实现入地,由于变电站的地网为高阻抗或者从设备到地网的接地线为高阻抗,电磁耦合作用会导致导线和地面之间出现干扰电波,导致继电保护装置误动作或损坏灵敏设备与控制回路,引起干扰。
  
  加强电力系统继电保护的方法及措施
  (一) 变电所应当采取的抗干扰措施
  1、控制电缆、模拟量电缆屏蔽层两端可靠接地。连接开关场导入电子设备间继电保护装置的电缆,应在开关场与电子设备两端,实施屏蔽层接地处理,增强抗干扰能力。
  2、高频电缆屏蔽层两端接地处理,安设并行接地粗导线。在变电所安设100mm2粗导线,依次向各耦合电容进行焊接分叉,高频电缆和粗导线分布相邻,提高抗干扰能力。
  3、确保电流与电压互感器二次回路一点接地,有效预防互感器一、二次线圈间的分布电容与二次回路的对地电容引发一次高压引入二次回路,提高抗干扰水平及保障安全。
  4、交直流不混用电缆,强弱电不共用电缆,以此来有效预防因为不同电压等级及交直流之间电磁耦合导致的干扰,且可以防范同一电缆芯线间绝缘损坏导致相异类型电源串入引发的保护逻辑混乱。
  (二)保护装置和微机保护的软件抗干扰途径
  1、微机保护装置需要用电磁干扰来防护
  在变电站的改造中,当电磁型的保护变为微机型保护时,需用防电磁干扰的措施,要严格的执行微机保护装置的安装,需有屏蔽层电缆,还需两端的屏蔽层也要接地才行。
  2、微机保护装置的接地要严格按规定执行
  在微机保护装置内部都是电子电路,经常受到强电场与强磁场的干扰,外壳接地进行屏蔽,对改善微机保护运行环境是有利的。微机保护可靠性方面,要在抑制干扰源与敏感回路抗干扰能力的提高上努力。
  3、开展RAM自检,判断RAM工作状态
  由CPU向RAM输入数据,判断RAM工作状态。开展EPROM检测,得出数据存放在EPROM末尾地址,微机保护常规运行中也以同等方式对EPROM中数据开展运算,运算结果和CRC校验码相符则正常,反之则告警。开展E2PROM检测,正常运转状态自检能在相应区定值运算后,再与该CRC码开展比对,以此来对E2PROM正确性开展检测。
  总之,在当前电力系统科技水平不断提升的趋势下,继电保护装置的集成化、微机化水平不断提高,电力系统抗干扰工作受到越来越高的重视。在进行继电保护时,应按原则将各种因素充分考虑,保证继电保护工作的顺利进行。
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