【摘 要】針對某廠xxxx年xx月廠用電快切裝置由工作電源切換至備用電源這一事例，提出對二次回路的危害及如何解決運(yùn)行中干擾對微機(jī)保護(hù)及自動裝置干擾的問題。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；二次回路；微機(jī)保護(hù)；自動裝置；干擾；措施

0.概述

近年來，繼電保護(hù)及自動裝置更新?lián)Q代很快，微機(jī)型保護(hù)裝置已將取代以往的電磁保護(hù)裝置，由于微機(jī)保護(hù)的電子元器件所承受的外界電磁干擾的水平極低，當(dāng)外界有較大干擾時保護(hù)裝置將不能正常工作。數(shù)字化時代的到來，對繼電保護(hù)及自動裝置提出了新的要求。二次回路的干擾問題越發(fā)顯的突出。在發(fā)電廠這樣一個高強(qiáng)度電磁干擾的環(huán)境里，如何處理好抗干擾問題是發(fā)電廠安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.存在問題

xxxx年xx月xx日xx點(diǎn)xx分，某廠x機(jī)組廠用電快切裝置動作。6KV兩個分支由工作電源切換至備用電源運(yùn)行。當(dāng)即檢查快切裝置顯示手動啟動，打印動作報告顯示正常手動切換，切換正常，且兩個分支切換時間基本一致。排除人為切換，經(jīng)分析一致認(rèn)為可能是干擾引起的。

2.具體分析

2.1干擾信號的分類

干擾信號按頻率劃分，分為低頻干擾與高頻干擾；按發(fā)源地來劃分，分為內(nèi)部干擾與外部干擾；按其形態(tài)或信號源組成的等值電路來劃分，分為共模干擾與差模干擾，共模干擾是發(fā)生在回路中一點(diǎn)與接地點(diǎn)之間的干擾，差模干擾是指發(fā)生在回路之間的干擾；按造成的后果來分，劃分為一起設(shè)備損壞的干擾和造成保護(hù)動作異常的干擾。一般來說，高頻干擾或共模干擾容易損壞元器件；低頻或差模干擾引起保護(hù)不正確動作。

2.2干擾的來源

2.2.1靜電耦合產(chǎn)生的干擾

一次的強(qiáng)電通過靜電耦合到二次回路的干擾電壓，實(shí)質(zhì)上是經(jīng)耦合電容加到二次回路的。如圖，在二次回路產(chǎn)生的電壓。對地阻抗Z2包括電氣連接的二次回路對地總阻抗。耦合阻抗Z1包括設(shè)備的一、二此繞組以及一次母線和二次電纜之間的耦合阻抗。如果一次干擾源的干擾電壓為US，則二次回路產(chǎn)生的干擾電壓UT為

UT= Z2*US/ Z1+ Z2

由于二次回路的對地絕緣阻抗遠(yuǎn)大于負(fù)載阻抗，故二次回路對地阻抗近似等于負(fù)載阻抗，在這種情況下干擾電壓在二次回路負(fù)載上產(chǎn)生電壓，此電壓大到一定程度會引起保護(hù)裝置的不正確動作。

2.2.2電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾

電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾是由一次回路和二次回路之間、二次回路的強(qiáng)電與弱電之間、交流與直流之間存在互感引起的。圖中干擾源與平行導(dǎo)線之間的互感

設(shè)干擾源流過一電流i=Imsin(ωt+Ф)時：

M=μ0L(b/a)cosФ/2π

此時負(fù)載上產(chǎn)生的干擾電壓為：

UT=M di/dt=μ0LImω(b/a)cos(ωt+Ф)cosФ/2π

可以看出，干擾源通過電磁干擾加到負(fù)載上的干擾電壓大小，與導(dǎo)線及通過的干擾源電流成正比，與頻率成反比，還與兩者之間的平行度有關(guān)。

2.2.3由地電位差產(chǎn)生的干擾

為了減少地電位差對電氣設(shè)備及人員造成的安全威脅，建設(shè)相對完善的接地網(wǎng)。但由于接地體本身存在的電阻與電感，要做到完全等電位不太可能，這就造成了發(fā)生接地故障時流經(jīng)接地網(wǎng)會有很大的故障電流，此電流經(jīng)接地點(diǎn)的阻抗會產(chǎn)生壓降，同時各點(diǎn)的地電位有較大差別。這個電位差將會是影響保護(hù)的動作準(zhǔn)確性。

2.2.4二次回路自身的干擾

二次回路錯綜復(fù)雜，有強(qiáng)有弱，當(dāng)他們通過各種控制信號及電壓電流是，會對其它回路產(chǎn)生干擾，最為嚴(yán)重的來自二次回路開斷繼電器及斷路器分、合閘等電感元件。電感元件產(chǎn)生的干擾電壓足以使保護(hù)裝置啟動甚至保護(hù)誤動。

2.2.5無線電信號的干擾

無線電對二次回路的干擾除來源于通信設(shè)備發(fā)射的高頻電磁信號外，還有高壓電氣設(shè)備的電暈及電弧放電。目前，大功率無線對講機(jī)及手機(jī)也會對二次設(shè)備構(gòu)成威脅。

2.3抗干擾的措施

2.3.1靜電耦合產(chǎn)生的干擾

接地和屏蔽

微機(jī)保護(hù)裝置的箱體應(yīng)確定可靠接地。保護(hù)屏底部的漆、鐵銹等清除干凈后，用螺栓固定的方式將保護(hù)屏和底部槽鋼可靠連接，微機(jī)保護(hù)屏之間用不小于50mm2的多股銅芯線串聯(lián)底部的接地銅排，而后接在截面不小于100mm2的接地銅排上，再將接地銅排和主控室電纜層的接地網(wǎng)可靠連接。

對于由開關(guān)場引入保護(hù)裝置的交流電流、電壓回路，信號回路，直流控制回路等電纜采用屏蔽電纜。

屏蔽電纜的屏蔽層兩端可靠接地。在做電纜頭之前，用1．5～2．5mm 的多股銅芯線在電纜兩端的屏蔽層上緊緊纏繞并進(jìn)行固定．然后再做電纜頭，用熱縮管封緊，將多股銅芯線的另一端可靠接地。

對于模擬量輸入回路的抗干擾，嚴(yán)格執(zhí)行反措要求，嚴(yán)格分開電壓互感器二次繞組（星形）、三次繞組（開口三角形）N相，并由開關(guān)場引入控制室，在保護(hù)柜上由一點(diǎn)接地。對于幾臺同一電壓等級電壓互感器的N相分別引入控制室，并接到同一零相電壓小母線上，經(jīng)一點(diǎn)接地。對于電流互感器的二次回路有一個接地點(diǎn)，在配電裝置附近經(jīng)端子接地。對于有幾組電流互感器連接在一起的保護(hù)裝置，分別引入保護(hù)柜，在保護(hù)柜經(jīng)端子排一點(diǎn)接地。

對于高頻保護(hù)用的高頻同軸電纜，其屏蔽層兩端應(yīng)可靠接地。室內(nèi)保護(hù)屏上收發(fā)迅機(jī)一側(cè)，高頻電纜的屏蔽層用直徑1.5-2.5mm的同芯線緊緊纏繞并密封后，接在保護(hù)屏底部的接地銅排上。

2.3.2合理布置二次回路電纜

（1）高壓電纜不與控制電纜敷設(shè)在同一管道或同一溝道內(nèi)，至少不在同一電纜架上。

（2）交流回路與直流回路不使用同一根電纜，可以防止交、直流間的相互干擾。

（3）低電平信息回路與電力回路，不采用公共的回程導(dǎo)線。由主控室敷設(shè)到開關(guān)場的回路，不能在開關(guān)處從裝置的一個部件利用另一電纜的回程導(dǎo)線接到另一部件而形成回路。所有供電及回程導(dǎo)線置于同一電纜中，避免由于環(huán)路布置形成的磁鏈產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。強(qiáng)電的饋線采取單獨(dú)走線，不與信號線混綁在一起；強(qiáng)信號線與弱信號線盡量避免平行走線。有條件的地方努力成正交。

2.3.3按照反措要求加裝隔離繼電器

（1）保護(hù)的跳合閘出口經(jīng)過操作箱的執(zhí)行繼電器。不直接將保護(hù)跳合閘繼電器觸點(diǎn)接到斷路器的跳合閘線圈上。

（2）由遠(yuǎn)方開入接點(diǎn)接入微機(jī)保護(hù)的長電纜經(jīng)大功率繼電器隔離之后轉(zhuǎn)接接入微機(jī)保護(hù)裝置。

2.3.4其他抗干擾措施

（1）保護(hù)裝置內(nèi)部的弱電，一般不引出裝置。需要引出時，必須經(jīng)光電隔離或繼電器轉(zhuǎn)接，以隔離干擾信號。

（2）不采用電纜備用芯兩端并聯(lián)同時接地的方法抗干擾措施。

（3）對繼電器等電感性元件，要采取防止切斷感性電流產(chǎn)生干擾電壓的措施。一般采用在感性元件兩端并聯(lián)串有電阻的凡響二極管，而不能在繼電器上并聯(lián)電容。

（4）為防止戶外高壓配電裝置等產(chǎn)生的無線電干擾到室內(nèi)，控制室及保護(hù)室應(yīng)設(shè)電磁屏蔽網(wǎng)，保護(hù)屏及裝置的外殼可靠接地 。在保護(hù)室嚴(yán)禁使用無線對講機(jī)等通訊設(shè)備。

3.結(jié)束語

電氣控制系統(tǒng)的抗干擾防護(hù)是一項(xiàng)特別復(fù)雜的工作。在施工現(xiàn)場，受客觀條件限制，接地系統(tǒng)的可靠性和電磁干擾防護(hù)都不易解決的很到位。因此，在工程施工時一定要嚴(yán)格按照技術(shù)要求，本著“防護(hù)措施要盡可能完善”的原則，將信號干擾問題徹底消除在設(shè)備安裝與施工階段。否則，一旦設(shè)備運(yùn)行起來再查找故障，不但費(fèi)時費(fèi)力，難以準(zhǔn)確判斷故障原因，而且處理起來也比較棘手，很難處理徹底。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)．江蘇省電力公司．

［２］電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置反事故措施要點(diǎn)．國家電力調(diào)度通信中心．