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        發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的相關(guān)干擾因素以及防治方法分析

        2016-08-10 12:18:57秦清林
        大科技 2016年36期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電廠屏蔽繼電保護(hù)

        秦清林

        (大唐桂冠合山發(fā)電有限公司 廣西合山市 546501)

        發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的相關(guān)干擾因素以及防治方法分析

        秦清林

        (大唐桂冠合山發(fā)電有限公司 廣西合山市 546501)

        近年來,我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展迅速,科學(xué)技術(shù)也突飛猛進(jìn),繼電保護(hù)設(shè)備逐漸被人們所關(guān)注。由于發(fā)電廠是我國電能生產(chǎn)的主要基地,所以對繼電保護(hù)設(shè)備的重視,對發(fā)電廠的正常運行具有非常重要的作用。本文主要對發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的相關(guān)干擾因素進(jìn)行分析,并針對性的對繼電保護(hù)裝置提出相應(yīng)的解決措施。

        繼電保護(hù)裝置;干擾因素;防治方法

        前言

        電力是目前生活不可缺少的一種能源。無論是人們的日常生活,還是社會發(fā)展都離不開電力。電能主要是從各發(fā)電廠通過不同的方式產(chǎn)生,然后經(jīng)過變電傳輸,再經(jīng)過分配進(jìn)入每家每戶、每一個企業(yè)供人們使用,形成一個完整的電力系統(tǒng)。而繼電保護(hù)裝置主要功能是保護(hù)電力系統(tǒng)正常安全運行。因此,加大對繼電保護(hù)裝置相關(guān)干擾因素的研究重視度,從而制定有效的防治方法,減少干擾因素對繼電保護(hù)裝置的影響十分重要。

        1 發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的干擾因素

        圖1 繼電保護(hù)裝置的干擾因素結(jié)構(gòu)圖

        1.1發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置雷擊因素情況

        電廠的電力設(shè)備在運行過程中對于外界產(chǎn)生的雷電很敏感,其會直接影響到電力設(shè)備的安全運行,其影響是不可忽視的。在實際工作中,電力設(shè)備如果被雷擊,那么就會導(dǎo)致其受到非常嚴(yán)重的損壞,還會直接影響到發(fā)電廠電力設(shè)備正常的運行。在實際工作過程中,直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷等均屬于自然雷擊的形式,一般來說,該類型的雷擊會產(chǎn)生非常大的破壞力,嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的正常運行[1]。因為發(fā)電廠屬于高阻抗地網(wǎng),所以,高頻電流就會在電廠接地元件受到雷擊后或者是避雷設(shè)備受到雷擊后大量出現(xiàn)。在實際工作中,如果遇到高頻電流對其產(chǎn)生作用,那么就會直接升高發(fā)電廠變電站地網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電位,在上述的基礎(chǔ)上如果還存在高阻抗環(huán)境所產(chǎn)生的干擾,那么就會直接提高繼電保護(hù)裝置發(fā)生錯誤動作概率。

        1.2 發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置高頻因素情況

        一般來說,因為發(fā)電廠設(shè)備內(nèi)隔離開關(guān)動作非常的慢,其動作時間也非常的長,很容易在隔離開關(guān)動觸頭跟靜觸頭之間產(chǎn)生“電弧閃絡(luò)”的情況,嚴(yán)重的還會導(dǎo)致電壓、高頻電流等在電力設(shè)備之間形成,電壓、高頻電流等會直接對電廠電力設(shè)備的安全運行造成影響。如果母線周圍存在著高頻狀態(tài),那么就會產(chǎn)生電場、磁場,電場、磁場形成,具有一定的強(qiáng)度時,進(jìn)而導(dǎo)致二次回路受到影響,還會導(dǎo)致二次設(shè)備正常運行受到直接的影響,導(dǎo)致運行故障的出現(xiàn)。并且,在實際工作中如果遇到以下情況,那么就會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的動作處于異常狀態(tài):繼電保護(hù)裝置邏輯元件的極限范圍明顯跟電場、磁場的強(qiáng)度不符,后者明顯超過[2]。

        1.3 發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置輻射因素情況

        隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷推進(jìn),滿足電能生產(chǎn)及調(diào)控迫在眉睫,想要電能生產(chǎn)以及調(diào)控得到根本上的滿足,很多電廠均按照實際情況的需要完成了移動通信設(shè)備的有效配置。在實際中,使用通信設(shè)備會直接影響到電力設(shè)備的正常運行。①在使用通信設(shè)備的基礎(chǔ)上,一定強(qiáng)度的電場以及磁場會在一定使用范圍內(nèi)形成,電廠電力設(shè)備的安全運行則受到這部分強(qiáng)度的電場以及磁場的直接影響。②在使用通信設(shè)備的基礎(chǔ)上,一定的輻射會在一定范圍之內(nèi)形成,繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用性能則受到輻射的直接影響。舉例:在周圍弱電子設(shè)備的回路中,藕合到動態(tài)變化的磁場,那就會感應(yīng)到高頻電壓信號源,但是高頻電壓信號源是錯誤的,就會導(dǎo)致參數(shù)存在偏差,進(jìn)而造成繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作存在差異,最后直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

        1.4 發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置靜電因素情況

        分析繼電保護(hù)裝置實際情況得到,在繼電保護(hù)裝置運行過程中,電廠工作人員的衣物是最為主要的一個靜電因素。在高壓電環(huán)境下,電廠工作人員存在非常長的作業(yè)時間,所以在電廠工作人員的衣物上就會攜帶一定高壓電荷。上述存在的高壓電荷雖然不會直接對繼電保護(hù)裝置正常工作造成非常大的影響,但是在這部分?jǐn)y帶高壓電荷的電廠工作人員接觸發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置之后,就會出現(xiàn)放電的現(xiàn)象,直接影響到部分繼電保護(hù)裝置元件,還會影響到繼電保護(hù)裝置保護(hù)系統(tǒng)的安全運行。對電廠來說,繼電保護(hù)裝置靜電因素情況是不可避免的,我們需要在實際工作中進(jìn)一步重視以及關(guān)注靜電因素對繼電保護(hù)裝置所造成的影響,在分析影響的基礎(chǔ)上進(jìn)一步總結(jié)一系列有效的干預(yù)措施,促使對電廠繼電保護(hù)裝置保護(hù)作用產(chǎn)生直接影響的靜電因素得到有效地降低甚至避免。

        1.5 發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置人為因素

        除了以上因素之外,人為原因也是發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的干擾因素。由于安裝、檢修等都需要人為操作,這些操作中存在的小紕漏將會帶來繼電保護(hù)裝置工作的缺失,導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的不穩(wěn)定。具體表現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置的安裝和檢修維護(hù)兩個方面。安裝繼電保護(hù)裝置的工作人員,如果出現(xiàn)了技術(shù)水平不合格或者責(zé)任意識淡薄的情況,將會使繼電保護(hù)裝置安裝不恰當(dāng),影響其正常的工作與作用發(fā)揮,造成繼電保護(hù)裝置的不穩(wěn)定。而在繼電保護(hù)裝置的檢修和維護(hù)中,如果工作人員出現(xiàn)沒有嚴(yán)格按照規(guī)程去檢驗裝置是否合格,二次回路是否存在問題等情況,將會直接造成繼電保護(hù)裝置的不穩(wěn)定。

        2 繼電保護(hù)裝置的防治方法

        2.1 提供等電位平臺

        繼電保護(hù)裝置都集中在繼電保護(hù)室內(nèi),這就利于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行等電位面,并逐漸構(gòu)成等電位平臺,隨后通過使用等電位面和地網(wǎng)中的相關(guān)點進(jìn)行連接,當(dāng)周圍區(qū)域的地網(wǎng)電位產(chǎn)生浮動的過程中,等電位面也會慢慢出現(xiàn)相應(yīng)的變化,這樣就可以避免地網(wǎng)、地表等電位持續(xù)進(jìn)入構(gòu)筑的繼電保護(hù)裝置之中,并為其帶來不必要的干擾。一般情況下,我們通常使用以下幾種方法來構(gòu)建等電位連接平臺:①首尾相連焊接,逐漸形成保護(hù)屏銅排;②對保護(hù)屏接地銅排以及框架等連接,最后將電纜層做成由銅排相連的框架。

        2.2 采用電源濾波技術(shù)

        繼電保護(hù)裝置中使得電源受到相應(yīng)干擾的情況主要有以下幾點內(nèi)容:①過壓或者停電、欠壓等;②浪涌與跌落等;③瞬變脈沖與峰尖脈沖等。針對過壓(或欠壓)等方面的解決辦法,現(xiàn)階段主要使用穩(wěn)壓器來解決過壓(或欠壓)等;而針對浪涌、跌落等,因幅值較大就會使得系統(tǒng)出現(xiàn)較大程度的損壞,一般在使用響應(yīng)較快速的交流電源穩(wěn)壓器來改善該情況;針對瞬變脈沖等情況,可使用低通濾波器對其進(jìn)行濾除;由于尖峰脈沖的時間比較短,不會為系統(tǒng)帶來一定的損壞,但是卻會是系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,最終導(dǎo)致邏輯功能紊亂,針對該種情況可使用交流電源調(diào)節(jié)器、參數(shù)穩(wěn)定器、隔離變壓器等予以解決。

        2.3 采用屏蔽技術(shù)

        屏蔽的作用就是抑制(降低或完全隔斷)兩個區(qū)域之間的電磁耦合,它可以限制某一區(qū)域內(nèi)部的電磁場越過該區(qū)域影響外界,也可以防止外界電磁場進(jìn)入某一區(qū)域。繼電保護(hù)室可以采用電磁屏蔽(輻射電磁場屏蔽),也就是在建造繼電保護(hù)室時在建筑墻內(nèi)敷設(shè)金屬屏蔽體。其主要的作用對輻射電磁場的電磁耦合具有一定的抑制作用,其中它多是因金屬屏蔽體對入射電磁波通過反射損耗、吸收損耗等逐漸演變而成的。當(dāng)電磁波逐漸滲透到金屬表面時,部分電磁波用于透入,而另一部分則用于反射;透入的電磁波會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)與渦流,從而使得功率逐漸損耗。因此,在導(dǎo)體內(nèi)的傳播中電磁波將會逐漸衰減,最終使繼電保護(hù)室內(nèi)的設(shè)備受外界輻射的影響程度幾乎沒有。

        2.4 采用隔離技術(shù)

        在繼電保護(hù)裝置中,隔離的主要作用是將外接線路的地電位鏈接進(jìn)行隔離,例如信號線或者電源線等。目前,在保護(hù)裝置中采用的隔離器件主要有兩種:①隔離變壓器;②光電耦合器。

        2.4.1 光電耦合器

        在繼電保護(hù)裝置中光電耦合器主要是通過利用光電器件通過將發(fā)端電信號逐漸向光信號轉(zhuǎn)變,隨后通過受端光信號向電信號等方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變的一種裝置。同時,還可以將發(fā)光二極管與光敏二極管等兩者裝在一起,最終構(gòu)成一個完整的光電耦合器。一般情況下,單個光隔離器可以有效的隔離10kV電壓,多用于傳輸開關(guān)量的信號,也可以用于傳輸模擬量脈沖。

        2.4.2 隔離變壓器

        對繼電保護(hù)裝置中的電壓與電流等交流回路中,增加隔離的變壓器能有效的降低高頻和低頻帶來的干擾,一般情況下隔離變壓器的變比都是1:1,但原、副繞組間有較高絕緣強(qiáng)度的專用變壓器。常用于交流電路中隔開接地回路,降低共模電壓。對于50Hz及較低頻率,用隔離變壓器幾乎可以完全抑制共模干擾。在高頻下,因為在原、副繞之間會出現(xiàn)耦合電容,所以會降低共模抑制比。對此,可以在原、副繞之間增加屏蔽裝置。隔離變壓器不僅只有降低干擾的能力,它還具備最重要的功能則是防止反擊的發(fā)生。

        2.5 采用接地技術(shù)

        接地技術(shù)實際就是將電子設(shè)備或者電氣的某些點通過導(dǎo)線連接到地下的接地極裝置,主要是確保該點接近零電位或者在零電位,這樣才能保證人身和設(shè)備安全,同時確保設(shè)備能正常運轉(zhuǎn)。接地技術(shù)主要分為安全和工作地接兩種。

        2.5.1 安全接地

        安全接地就是把繼電保護(hù)裝備的外殼機(jī)架接入地下,以防止人身觸電和靜電放電。繼電保護(hù)設(shè)備的安全接地通常與一次設(shè)備的接地共用一個接地網(wǎng),接地使用的導(dǎo)線應(yīng)該較短,這樣可以控制瞬時出現(xiàn)的過電壓。

        2.5.2 工作接地

        其目的是為繼電保護(hù)設(shè)備的各類電路提供一個電位基準(zhǔn)。接地線也可能作為各級電路之間信號傳輸?shù)姆祷赝芬约案骷夒娐饭╇娋€路的回路。

        (1)控制電纜屏蔽層兩端同時接地

        接入繼電保護(hù)裝置的各種回路均采用帶屏蔽的控制電纜,且屏蔽層在開關(guān)場與控制室兩端同時接地,是一種有效的二次回路抗電磁干擾的措施??刂齐娎|屏蔽層兩端接地的好處有:①可保證設(shè)備和人身的安全,避免一次電壓的串入,同時減少干擾在二次電纜上的電壓降;②當(dāng)控制電纜為母線暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通所包圍時,在電纜的屏蔽層中將感應(yīng)出屏蔽電流,由屏蔽電流產(chǎn)生的磁通,將抵消母線暫態(tài)磁通對電纜芯線的影響,因此控制電纜要進(jìn)行屏蔽并且兩端接地;③可以降低由于地電位升高產(chǎn)生的暫態(tài)感應(yīng)電壓,當(dāng)雷電經(jīng)過避雷器注入地網(wǎng),使變電站地網(wǎng)中的沖擊電流增大,將產(chǎn)生暫態(tài)的電位波動,同時地網(wǎng)的視在接地電阻也將暫時升高(根據(jù)大量的試驗說明,與正常交流電阻相比,地電阻常常增大10倍以上)。

        (2)開關(guān)場進(jìn)線在繼電保護(hù)屏端子處經(jīng)電容接地

        在繼電保護(hù)屏中,有效的對電纜電磁干擾進(jìn)行控制,就相當(dāng)于控制高頻傳導(dǎo)耦合。其中這種耦合主要是由母線傳送到回路控制中,控制電纜對這種干擾無法做到屏蔽,而傳導(dǎo)耦合的這種情況會伴隨著干擾頻率的增加而逐漸上升。如當(dāng)斷路器拉合空載母線在操作暫停中,雖然總體水平較隔離開關(guān)操作的情況為低,但是卻含有比較高頻分量,隨后通過傳導(dǎo)耦合對控制回路帶來一定的影響。雖然電流互感器一、二次線圈間往往都設(shè)置了屏蔽以降低線圈間的電容耦合,但在這些設(shè)備內(nèi)部仍然存在著其它的雜散耦合途徑。由于以上原因,除了采用頻傳電纜外,還應(yīng)在開關(guān)場進(jìn)線的繼電保護(hù)屏端子上對地接入高頻濾波回路,而最為簡便的是在這些端子上接入對地電容,來防止高頻分量進(jìn)入繼電保護(hù)裝置內(nèi)部。

        2.6 制定繼電保護(hù)室準(zhǔn)入制度

        由于繼電保護(hù)裝置都集中安裝在繼電保護(hù)室內(nèi),為了便于防止繼電保護(hù)裝置受移動通信設(shè)備的輻射干擾,應(yīng)制定繼電保護(hù)室準(zhǔn)入制度:嚴(yán)格規(guī)定除運行巡檢人員和繼電保護(hù)專業(yè)人員外,嚴(yán)禁其他無關(guān)人員進(jìn)入繼電保護(hù)室;進(jìn)入繼電保護(hù)室的人員必須進(jìn)行登記;進(jìn)入人員不能攜帶任何無線通訊設(shè)備;在繼電保護(hù)室工作的人員嚴(yán)禁使用無線通訊設(shè)備。從制度上消除繼電保護(hù)裝置受移動通訊設(shè)備的輻射干擾。

        2.7 加強(qiáng)工作人員的專業(yè)技能培訓(xùn)

        人為原因?qū)е碌睦^電保護(hù)不穩(wěn)定是最難克服,同時也是最容易克服的。增強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)力度,提高工作人員的技術(shù)水平,通過宣傳職工職業(yè)道德和行為標(biāo)準(zhǔn)來提高工作人員的職業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)出職業(yè)責(zé)任感,在工作人員進(jìn)行安裝和檢修時,才能更好的減少因為技術(shù)水平、職業(yè)水準(zhǔn)不夠、責(zé)任心不強(qiáng)和粗心馬虎帶來的工作失誤,工作人員應(yīng)嚴(yán)格的按照規(guī)程及工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝,檢查,檢驗,排除隱患。如此,才能提高繼電保護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定性。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,隨著信息化時代的到來,電力已經(jīng)成為當(dāng)代人們生活的必需品,成為了工業(yè)發(fā)展的前提,進(jìn)而使得人們對電廠的安全、穩(wěn)定運行提出了更高的要求,可見,繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有非常重要的作用。但是,調(diào)查發(fā)現(xiàn),在實際應(yīng)用中電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置尚且受到諸多因素干擾,因此加強(qiáng)對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重視和及時制定抗干擾措施,為發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用。

        [1]夏偉元.火力發(fā)電廠繼電保護(hù)設(shè)備的檢修方案研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016,05(23):123~124.

        [2]馬晉輝.火力發(fā)電廠繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2016,08(17):63~66.

        [3]于群.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù),2008.

        [4]徐偉.微機(jī)繼電保護(hù)抗干擾的研究[J].工程技術(shù),2016,05.

        TM774

        A

        1004-7344(2016)36-0048-02

        2016-12-7

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