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        對微機型繼電保護裝置在現(xiàn)場運行中抗干擾措施的探討

        2010-08-15 00:52:53
        科技傳播 2010年7期
        關鍵詞:微機保護裝置屏蔽

        王 興

        江蘇省宜興市供電公司,江蘇 宜興 214200

        1 微機型繼電保護裝置運行常見干擾的類型

        1.1 微機型繼電保護裝置運行干擾產(chǎn)生的原因

        電磁干擾的產(chǎn)生一般是由于系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障、倒閘操作或者雷擊等原因造成的。而通過交流電壓、電流回路、信號及控制回路的電纜等路徑,干擾電壓進人保護二次設備,導致保護裝置的“讀程序”或者“寫程序”出錯,以致CPU執(zhí)行非預定的指令,或者使微機保護進入死循環(huán)。

        1.2 微機型繼電保護裝置運行干擾的類型

        1)電感耦合

        當隔離開關操作后產(chǎn)生的高頻電流或者雷電電流通過高壓母線時,高壓母線的周圍便會產(chǎn)生大量磁場,一部分磁通把二次電纜包圍,導致在二次回路時能感應出對地的共模性干擾電壓,并傳入繼電保護裝置等類型的二次設備的端子上。當母線上的高頻電流經(jīng)過接地電容并注入地網(wǎng)后,便會引起地網(wǎng)的地電位,及地網(wǎng)不同點的電位差。所以,在二次電纜的屏蔽層中可感應出高頻電流,從而干擾到被屏蔽的二次回路。干擾信號由二次電纜進入保護裝置,使裝置受到不同程度的干擾,致使保護裝置無法正常起到有效保護的作用。

        2)接地故障

        變電站內(nèi)發(fā)生單相或者多相接地故障時,會產(chǎn)生故障電流。而這種由于接地故障產(chǎn)生的故障電流將會經(jīng)過變壓器的中性點流入地網(wǎng),并經(jīng)大地和架空地線流回到故障點。強大的故障電流沿著接地點進入變電站的地網(wǎng),并且在地網(wǎng)的不同點產(chǎn)生很高的地電位差,強大的地電位差會產(chǎn)生被稱之為50HzT頻干擾,而這種干擾將嚴重威脅高頻保護。

        3)雷電干擾

        因變電站自帶強電,當進入雷擊多發(fā)的雨季時,變電站會很容易遭受雷擊。當戶外線路或構架遭受雷擊時,會有大量電流流入接地網(wǎng)。而由于地網(wǎng)電阻的存在,二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時,會產(chǎn)生流過屏蔽層的暫態(tài)電流,從而導致在二次電纜的芯線中感應出干擾電壓,線路感應的干擾電壓也會通過測量設備引入二次回路。而在二次回路中產(chǎn)生的干擾電壓可高達30kV,其頻率可達幾兆赫。這會嚴重威脅繼電保護裝置,甚至擊穿損壞微機保護裝置的元器件。

        4)斷路器操作故障

        當直流控制回路中的電感線圈被斷開時,會產(chǎn)生寬頻譜的干擾波,其干擾頻率甚至可達到50MHz。在使用對講機,移動電話等通訊工具時,也將產(chǎn)生高頻電磁場干擾。這些高頻干擾波都會對繼電保護裝置產(chǎn)生嚴重威脅。

        2 微機型繼電保護裝置運行中可采用的抗干擾措施

        防止干擾進入弱電系統(tǒng)是抗干擾的最基本措施。一方面可以通過改進裝置的硬件部分,增加其抗干擾能力;另一方面可以從外部環(huán)境著手,通過各種屏蔽、隔離措施,切斷干擾的傳播途徑。

        2.1 裝設抗干擾電容

        控制電纜電磁干擾中的相當部分來自套管式或柱式TA以及TV的高頻傳導耦合,這種耦合直接由母線傳入控制回路。由于控制電纜的屏蔽對這種干擾無能為力,因此,所有壓場地的進線進入到繼電保護屏端子后,必須首先接入接地電容的端子上,再由接地電容的同一端子引出后,進入繼電保護裝置的回路,在這個過程中不允許用T接方式。

        2.2 串接電容

        為防止工頻量進入變量器,造成變量器飽和,引起通道阻塞,新安裝的結合濾波器、收發(fā)信機和高頻電纜芯線相連接端都應分別串有電容器。對于現(xiàn)正采用的運用高頻變量器直接耦合的高頻通道,而此時結合濾波器和收發(fā)信機高頻電纜側(cè)均無電容器,便要求在其通道的電纜芯回路里串接一個電容器,其參數(shù)須為:0.05 f左右,交流耐壓為3000V/1min。另外,串接電容器后應檢查通道寬度。

        2.3 采取良好的屏蔽措施

        接地屏蔽能夠有效阻隔電磁波向被屏蔽大范圍的傳播,從而使被屏蔽范圍內(nèi)的回路不至于受到外界電磁波的干擾。所以,二次回路的電纜應選擇使用屏蔽電纜,如KVVP22和KYJVPO等型號的電纜。針對單屏蔽層的二次電纜,屏蔽層則應兩端接地;而對于雙屏蔽層的二次電纜,外屏蔽層則應兩端接地,而且內(nèi)屏蔽層宜選擇在戶內(nèi)端一點接地。綜上所有電纜屏蔽層的接地則都應連接在二次接地網(wǎng)上。另外,用于集成電路型、微機型保護裝置的電流、電壓和信號接點的引入線,則宜采用屏蔽電纜,且屏蔽層在開關場與控制室應同時接地,以保證各相電流線、各相電壓線和其中性線分別置于同一電境內(nèi)。值得注意的是,不允許利用備用電纜芯的兩端同時接地的方法來作為抗干擾的措施。

        2.4 保護屏的接地措施

        將保護屏底部的漆、鐵銹清理干凈后,把保護屏和底部的槽鋼可靠地連接,保證保護屏底部的接地小銅排與地網(wǎng)之間采取50mm的多股銅芯線可靠地連接需指出的是,在電纜層中已事先鋪設好直徑為100mm的接地銅排形成的銅接地網(wǎng)格。

        2.5 加強并規(guī)范變電站二次系統(tǒng)的防雷接地工作

        保護站內(nèi)設備減少雷電傷害的一個重要工作環(huán)節(jié)便是變電站二次系統(tǒng)的防雷工作。在這個環(huán)節(jié)中,應力求做到統(tǒng)籌規(guī)劃和整體設計,同時從接地、屏蔽、均壓、限幅和隔離等5個方面來采取綜合防護的措施。應遵循從加強設備自身的抗雷電電磁干擾能力著手,以加裝SPD防雷器件相結合的原則。同時,在雷電過電壓有可能侵入的輸入和輸出口設置相應的保護措施,把干擾系統(tǒng)的過電壓控制在允許的范圍之內(nèi)。

        [1]王瑞紅.談變配電站微機自動化保護裝置抗干擾措施[J].黑龍江科技信息,2007(5).

        [2]黃益莊.變電站綜合自動化技術[M].中國電力出版社,2000,4.

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