微机保护二次回路的干扰问题

电力18讯：    随着微机技术的日臻完善，微机保护装置在电力系统中的应用越来越广泛。虽然微机保护装置在动作速度、动作正确性以及运行可靠性和易用性等方面取得了令人瞩目的成绩，但是，目前110 kV及以下电力系统中运行的一些微机保护装置只注意了装置硬件回路和软件的抗干扰措施，而对辐射磁场等的干扰，微机保护装置本身却存在着结构方面的不足。
    由于短路接地故障、一、二次回路操作、雷击以及高能辐射等原因，在变电站的二次回路上将产生电磁干扰，干扰电压可通过交流电压及电流测量回路、控制回路、信号回路或直接高能辐射等多种途径窜入设备中，使二次回路上的微机保护装置经常发生误动、误发信号、错误指示断路器位置等情况，为此笔者就变电站二次回路存在的干扰以及应采取的抗干扰措施谈些看法。



1  变电站二次回路存在的干扰种类



1.1  50 Hz的干扰

    当变电站内发生高压接地故障，并有故障电流注入变电站地网时，位于地网上的不同两点间将产生电位差。110 kV常规站杨庄站进行自动化改造时，原先的35 kV室外隔离开关未取信号，改造时由于时间仓促，隔离开关信号电缆直埋在变电区内且没有套金属管。后来在做接地极动热稳定试验时，当接地网注入强大的电流时，造成了RTU终端内隔离开关遥信的误动。

1.2  高频干扰

    当高压隔离开关切合带电母线时，将产生每秒多次的再点弧过程，每次再点弧都产生前沿很陡的电流与电压波，传向母线并经各种电容器设备注入地网。进行波在每一断口处都产生反射，从而产生各种高频振荡，其频率一般为0.05～1 MHz，也有达5 MHz的，并经3～6个振荡周期，幅值衰减为初始值的一半。这些高频振荡与二次回路耦合，感应出干扰电压。装有微机消谐装置的变电站，每当空送母线时，微机消谐装置经常发生“死机”或发出错误接地信号。

1.3  雷电引起的干扰

    当发生雷击时，由于电与磁的耦合，将在导线与地间感应干扰电压。雷雨天气时，110 kV红河站曾出现综合自动化装置与光端机连接的串行口遭雷击烧毁的情况。

1.4  控制回路产生的干扰

    当断开断路器接触器线圈时，会产生宽频谱，其干扰可达50 MHz。

1.5  高能辐射设备引起的干扰

    由于近处步话机工作，可能产生高频干扰。35 kV尧沟站集控台晶体管保护装置调试时，曾因车载电话的干扰出现误动的情况。



2  二次回路中采用的抗干扰措施



    采用微机保护装置时，根据保护的要求，应在二次回路上采取下列抗干扰措施：

    (1) 敷设电缆时，充分利用自然屏蔽物的屏蔽作用，必要时可与保护用电缆平行设置专用屏蔽线；

    (2) 采用铠装电缆或屏蔽电缆，为有效消除电磁耦合的干扰，必须采用电阻系数很小的材料作为屏蔽层，且在开关现场与控制室两端接地；

    (3) 强电和弱电回路不得合用同一根电缆，而且弱信号不得与强干扰的导线邻近。这里所说的强电回路是指220 V控制、合闸回路以及站用电、主变风机电源等回路；弱电回路是指站内的信息通讯回路。强干扰的导线一般是指站用变电源出线以及主变风机电源线等负荷较大且变化较快的动力线。对于采取就地保护的保护装置，所有上传信息都是通过信号线传输给管理机的，所以通信线外面最好套金属管进行屏蔽或与强干扰导线保持一定距离；

    (4) 保护用电缆与电力电缆不在同层敷设，遇到控制电缆与电力电缆(特别是单芯电力电缆)并行或交叉时，应在控制电缆外面套金属管屏蔽；

    (5) 保护用电缆敷设路径应尽可能离开高压母线及高频暂态电流入地点，如避雷器和避雷针的接地点，以及并联电容器、电容式电压互感器以及电容式套管设备等，以避免高频干扰；

    (6) 引入保护装置逆变电源的直流电源应经抗干扰处理。



3  微机保护装置采取的抗干扰装置



    (1) 微机保护装置的箱体必须经试验确证可靠接地。在同一变电站中最好将同一电压等级的电压互感器的中性线全部引入主控室，并在微机保护屏的接地铜排上接地，然后向其他各屏配出二次电压中性线，以避免大的接地电流注入接地网时在不同接地点产生电位差值而造成保护误动。

    (2) 所有电压、电流、直流逆变电源等采用的隔离变压器一、二次绕组间必须有良好的屏蔽层，而且屏蔽层应可靠接地。

    (3) 外部引<