張安妮

摘要:繼電保護二次回路中存在許多干擾源，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。文章根據(jù)干擾的途徑，分析抗干擾對策。

關(guān)鍵詞:繼電保護；二次回路；干擾源；抗干擾措施

0引言

繼電保護是電力系統(tǒng)安全運行的重要保障，繼電保護裝置的安全性直接關(guān)系電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。但是，在繼電保護裝置實際運行中，繼電保護二次回路容易受到雷擊、高能輻射、高頻、設備操作等因素的影響，尤其是高壓設備操作不當，操作過程出現(xiàn)的任何故障和問題都對繼電保護二次回路產(chǎn)生干擾，而且干擾作用時間長，干擾發(fā)生頻率高。高壓設備操作不當主要經(jīng)電容耦合、磁耦合和傳導耦合對二次回路產(chǎn)生干擾，并產(chǎn)生共態(tài)干擾和橫態(tài)干擾[1]，兩種干擾形式都可對電力系統(tǒng)產(chǎn)生造成嚴重的破壞。因此，必須做好抗干擾措施，預防或減少干擾產(chǎn)生的危害。

1靜電耦合干擾預防措施

1.1增加阻抗

預防和控制靜電耦合干擾的首要措施為增加耦合的阻抗，為繼電保護二次回路設計屏蔽防御措施[2]。增加阻抗的關(guān)鍵在于正確計算耦合的阻抗，根據(jù)大量實驗和實踐研究，耦合阻抗可采用以下公式計算。從耦合阻抗計算公式可以看到，耦合阻抗與干擾電壓的關(guān)系呈正相關(guān)，得出耦合阻抗值即可計算干擾電壓值。

UT和Z1分別表示二次回路的抗干擾電壓和二次回路的抗干擾電壓。

1.2增加抗干擾電容

增加抗干擾電容是指在二次回路的保護裝置電源入口處、電壓互感器二次回路接入保護裝置前增加抗干擾電容，既縮小公式1中的Z2的值，達到增加抗干擾電容的目的。例如圖1中采用抗干擾電容后靜電干擾簡化電路圖，C1為漏電容，對應公式1中的Z1，C2為二次回路大地的分布電容，C3為增加的抗阻電容，容量小。Z3為等效阻抗。 該圖中二次回路上的耦合電壓可采用公式（2）計算：

Z2'表示抗干擾電容后的阻抗，由于C3遠遠高于C2，因而遠遠小于Z2。根據(jù)公式1的干擾電壓也會大幅度下降。因此，增加抗干擾電容不僅可以防止靜電感應產(chǎn)生的干擾作用，還能抑制無線電干擾以及高頻干擾。但是，增加抗干擾電容也有一些缺陷。如若抗干擾電容增加過多，將對控制回路產(chǎn)生影響。有研究人員對干擾效果進行相關(guān)實驗，并得相關(guān)數(shù)據(jù)（表1）。從表1中的數(shù)據(jù)可以看到，屏蔽措施可對電壓產(chǎn)生較大的干擾作用。如三相分閘操作下的塑料無屏蔽電纜可產(chǎn)生高達9kV電壓，而采用具有屏蔽裝置的電纜后，塑料電纜的電壓可降至100~500以內(nèi)，表明屏蔽裝置發(fā)揮了很好的屏蔽作用。此外，該實驗結(jié)果也顯示使用不同材質(zhì)材料設計的屏蔽措施具有不同的屏蔽效果，但總體上屏蔽效果相差不大。最后，該研究數(shù)據(jù)也表明屏蔽電纜抑制電磁干擾和高頻干擾的效果顯著，可用于繼電保護二次回路抑制外界干擾。

1.3其它抗干擾措施

從增加抗干擾電容實驗研究結(jié)果可以看到，對電纜采取一定屏蔽措施可發(fā)揮較好的抗干擾效果，表明采用其它材質(zhì)材料進行電纜屏蔽也可起到抗干擾效果。自然界存在許多天然屏蔽物，設計人員可利用天然屏蔽物，起到抗干擾作用。例如電纜隧道、電聯(lián)溝蓋板、金屬構(gòu)件等，都屬于良好的天然屏蔽物[3]。電力系統(tǒng)施工中應積極利用以上天然屏蔽物，發(fā)揮抗干擾屏蔽效果，還能減少資源浪費。

2電磁干擾應控制對策

2.1降低干擾電壓

電磁感應對繼電保護二次回路的干擾主要通過增加二次回路過程中產(chǎn)生干擾電壓，而降低干擾電壓則可起到抗干擾效果。根據(jù)抗干擾電容電阻的計算公式，由于互感受導線長度及平行呈度的影響，互感受電纜芯和導線距離比的影響大。因而布置抗干擾措施中應充分利用一次載流導體形成垂直關(guān)系，縮短平行段的長度。具體操作過程中需要將電纜芯放置與統(tǒng)一電纜內(nèi)部，避免同一回路正負極電流在二次回路中不統(tǒng)一。雖然該方法實施效果較為麻煩，但是其抗干擾效果非常消失，是最有效的抗電磁干擾措施。

2.2利用磁性材料

根據(jù)電磁感應干擾具有磁性的特點，抗電磁干擾措施可從磁性特點出發(fā)，選擇具有磁性材的材料進行抗干擾操作。例如干擾源和二次回路間方式電磁品比材料，組織干擾源進入二次回路，解決二次回路的感應電壓問題。選擇磁性材料控制電磁干擾是常用的抗干擾對策，但是不同磁性材料的抗電磁干擾效果不同，主要原因在于磁性材料之間存在差異，如磁性材料的系數(shù)、集膚效應、屏蔽層電阻值等，都會影響電磁材料的抗干擾效果[4]。由于電磁材料的內(nèi)部差異，選擇電磁材料預防干擾時，應根據(jù)磁性材料更好的屏蔽物，使外部磁力能更多的轉(zhuǎn)移至屏蔽層。

2.3運用非磁性材料抗干擾

非磁性材料的導磁率與空氣類似，干擾磁通利用這個特點傳達到了電纜的芯線上，通過高頻干擾磁場的作用，形成比較強烈的漩渦磁場，從而形成一個強大的保護流，讓干擾電壓無法地道芯線，從而保證了芯線的正常工作。該方法的操作難度小，使用方便，是當前電力系統(tǒng)常用的抗電磁干擾措施。但是使用非磁性材料抗干擾也容易受外界環(huán)境的影響，使抗干擾效果不佳。例如低頻狀態(tài)下，消非磁性材料形成的漩渦磁場流狠下，無法對強大的磁場力量產(chǎn)生影響。因此，要提高非磁性材料的抗磁干擾，需增強屏蔽低頻的效果。例如使用電纜屏蔽層與接地網(wǎng)構(gòu)成閉合回路，增強漩渦磁場流的強度，提高頻率，達到提高抗干擾效果。另外，通過構(gòu)成閉合回路增強漩渦磁場流強度的同時，應主義銅排連接問題。

3結(jié)語

繼電保護二次回路的干擾和抗干擾是非常復雜，不同干擾源產(chǎn)生的干擾也需要采取不同的抗干擾措施。本研究只診斷操作設備操作不當引起的干擾，實際抗干擾工作時，還需結(jié)合干擾源的特點，采取針對性地抗干擾措施，才能真正地達到抗干擾效果。

參考文獻：

[1]吳振國.繼電保護二次回路問題引發(fā)的故障與防治措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,08(20):81+84.

[2]史大海.淺析干擾措施在繼電保護二次回路中的運用[J].科技致富向?qū)?2014,11(29):144-144.

[3]孫赫陽.繼電保護二次回路運行缺陷分析及預防處理措施研究[J].機電信息,2014,14(30):37-38.

[4]趙艷梅.繼電保護二次回路缺陷處理及其正確性提高措施[J]. 電子技術(shù)與軟件工程,2015,09(12):253-254.endprint