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        電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施探析

        2016-10-21 22:38:51張現(xiàn)峰王國祥
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年8期

        張現(xiàn)峰 王國祥

        摘 要:近年來,我國電能需求量不斷的增加,電力企業(yè)為了滿足人們的電能需求,不斷的擴(kuò)大電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模。但是,電網(wǎng)在運行的過程中可能出現(xiàn)許多問題,尤其是繼電保護(hù)問題,當(dāng)電網(wǎng)二次回路出現(xiàn)繼電保護(hù)干擾現(xiàn)象時,將會影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能,進(jìn)而影響電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。文章分析了電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源,探析了電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的抗干擾措施,旨在為電網(wǎng)運維人員提供一定的參考。

        關(guān)鍵詞:電網(wǎng)二次回路;繼電保護(hù);抗干擾措施

        1 概述

        通過全面的調(diào)查和分析電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源,并采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理,能夠保證繼電保護(hù)系統(tǒng)以及電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行,因此,文章針對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)抗干擾措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

        2 電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源分析

        (1)高能輻射設(shè)備產(chǎn)生的干擾。在高壓區(qū)域使用移動電源、對講機(jī)等,將會產(chǎn)生高頻電磁場,對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

        (2)控制回路形成的干擾。當(dāng)斷開繼電器或者接觸器的線圈時,將會出現(xiàn)寬頻譜的干擾波,對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾,干擾頻率高達(dá)50MHz。

        (3)雷電造成的干擾。當(dāng)出現(xiàn)雷雨天氣時,因為電磁的耦合現(xiàn)象,會導(dǎo)致大地和高壓導(dǎo)線之間出現(xiàn)較強(qiáng)的干擾電壓,即雷電干擾,對電網(wǎng)二次繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

        (4)高頻干擾。在進(jìn)行變電站內(nèi)開關(guān)設(shè)備操作時,例如分合高壓隔離開關(guān)時,帶電母線會在二次回路上產(chǎn)生高頻干擾,通過電容器、母線等裝置,干擾電壓進(jìn)入到電網(wǎng)中,形成頻率介于100-1MHz之間的高頻振蕩,會對電網(wǎng)二次回路產(chǎn)生非常大的干擾。

        (5)工頻干擾。如果大電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地短路故障,會導(dǎo)致電網(wǎng)的繼電保護(hù)中產(chǎn)生較大的故障電流,當(dāng)故障電流經(jīng)過接地體的阻抗時,將會出現(xiàn)電壓降低的現(xiàn)象,導(dǎo)致變電站各個點的地電位出現(xiàn)非常大的差別,電網(wǎng)同一回路中存在較多的接地點,并且分布在變電站的不同區(qū)域,由于各個接地點的存在電位差,會導(dǎo)致連接的電纜芯中出現(xiàn)電流,進(jìn)而產(chǎn)生干擾電壓,對電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生干擾。

        3 電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的抗干擾措施分析

        (1)屏蔽繼電保護(hù)室。二次回路繼電保護(hù)室應(yīng)該遠(yuǎn)離一次設(shè)備和一次線路,并且二次回路繼電保護(hù)室可以采用金屬結(jié)構(gòu),因為金屬結(jié)構(gòu)能夠有效的避開電磁輻射對繼電保護(hù)的干擾。如果繼電保護(hù)室距離一次設(shè)備或者一次線路的距離相對較近,則應(yīng)該采取有效的防護(hù)措施進(jìn)行處理,具體包括以下幾個方面:其一,為了消除電磁場對繼電保護(hù)室的干擾,應(yīng)該將繼電保護(hù)屏與繼電保護(hù)裝置的外殼可靠的接地,這樣能夠有效的屏蔽電磁場,以此保證繼電保護(hù)室能夠安全、穩(wěn)定的運行;其二,為了實現(xiàn)金屬屏蔽,應(yīng)該在繼電保護(hù)室以及地板上增加一個夾層,夾層采用鍍鋅冷軋鋼板制成,然后采用屏蔽金屬鋼板進(jìn)行聯(lián)通,能夠有效的屏蔽一次線路和設(shè)備對二次繼電保護(hù)室的干擾;其三,采用全部焊接的方式把加強(qiáng)筋與房體鋼結(jié)構(gòu)連通,為了提高二次回路保護(hù)室的防雷效果,還應(yīng)該安裝避雷針,這樣能夠形成網(wǎng)絡(luò)法拉第籠,以此形成良好、有效的屏蔽效果,屏蔽一次設(shè)備、線路以及其他因素對二次回路繼電保護(hù)產(chǎn)生的干擾。

        (2)靜電耦合預(yù)防。通過增大耦合阻抗能夠有效的抵抗經(jīng)典耦合的干擾,同時,通過合理的選用二次設(shè)備以及屏蔽電纜,能夠有效的預(yù)防經(jīng)典耦合。采用平行布置母線與二次電纜的方式,能夠有效的縮短布置的長度,對被干擾和干擾回路位置進(jìn)行科學(xué)的分配,通過增加二次設(shè)備與一次設(shè)備之間的空間距離,能夠有效的降低兩者之間的電容,增加耦合阻抗。在二次回路中適當(dāng)?shù)倪x擇地點,例如,在保護(hù)裝置直流電源入口處增加抗干擾的電容,這樣能夠提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾能力。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,采用24V弱點開入的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的220V強(qiáng)電開入,以此提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾能力。此外,根據(jù)電網(wǎng)的實際狀況采用屏蔽電纜,能夠有效的提高二次回路抑制靜電干擾、電磁干擾以及高頻干擾的能力,并且對屏蔽干擾效果進(jìn)行分析,通過改善接地方式、制作工藝以及屏蔽層的材質(zhì),能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)抗干擾效果。在變電站采用電纜隧道、建筑物的鋼筋以及其他金屬構(gòu)件,將電網(wǎng)和各物件連接起來,能夠有效的提高靜電屏蔽效果。

        (3)進(jìn)一步改進(jìn)繼電保護(hù)裝置。由于電網(wǎng)運維人員并沒有對電網(wǎng)母線進(jìn)行全面的檢查,刀閘的位置和開關(guān)的位置不準(zhǔn)確,導(dǎo)致母聯(lián)開關(guān)出現(xiàn)跳閘故障。電網(wǎng)運維人員在進(jìn)行母線倒換裝置更改時,應(yīng)該對可能導(dǎo)致母線出現(xiàn)誤差的原因進(jìn)行分析,特別是在進(jìn)行二次回路繼電保護(hù)設(shè)計時,應(yīng)該積極的改進(jìn)二次回路繼電保護(hù)裝置,采用先進(jìn)的跳位接點裝置,即使處于非全相狀態(tài),也能夠發(fā)揮相應(yīng)的作用。同時,電力運維人員還應(yīng)該對繼電保護(hù)裝置、母聯(lián)開關(guān)、主變壓器等進(jìn)行定期或者不定期的檢修,以此保證繼電保護(hù)裝置始終處于最佳運行狀態(tài),這樣能夠有效的降低誤跳閘問題發(fā)生的概率,降低電網(wǎng)二次回路出現(xiàn)故障的概率。

        (4)防止二次回路接地。為了使電纜、設(shè)備外殼以及電壓互感器的二次回路能夠可靠的接地,應(yīng)該創(chuàng)建等電位接地網(wǎng)防止二次回路接地,保證銅排型號、連接方式和地面、屏柜符合相關(guān)規(guī)范。在控制室、開關(guān)廠的兩端接在等電位接地網(wǎng)上,在端子箱和高壓箱兩端接地位置安裝電纜屏蔽層,對于雙層屏蔽電纜來說,外層應(yīng)該進(jìn)行兩端可靠接地,內(nèi)層應(yīng)該一點可靠接地。高頻同軸電纜的兩端必須進(jìn)行可靠接地,并將高頻同軸電纜敷設(shè)在電纜溝最上層。采用兩端接地的屏蔽雙絞線進(jìn)行音頻信號的傳遞,如果采用雙絞雙屏蔽電纜,外層的兩端應(yīng)該可靠接地,內(nèi)層應(yīng)該一點可靠接地,對于低電平模擬信號和低頻模擬信號,應(yīng)該在電路本身接地處或者平衡端進(jìn)行可靠接地。

        (5)預(yù)防電磁感應(yīng)。電磁感應(yīng)的預(yù)防應(yīng)該從以下幾個方面入手:其一,通過多點接地或者屏蔽層兩端接地,能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)抗低頻干擾的能力;其二,非磁性材料的屏蔽層,因為空氣的導(dǎo)磁率和非磁性材料的導(dǎo)磁率相近,如果磁場的干擾相對較長,應(yīng)該在屏蔽層中增加渦流,這樣能夠有效的降低刺痛干擾,該種方式能夠屏蔽的頻率介于10-100Hz之間;其三,為了消除二次回路產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,并防止感應(yīng)磁通進(jìn)入到二次回路中,應(yīng)該在二次回路和干擾源之間安裝電磁屏蔽,并采用鋼板制成的保護(hù)柜,能夠有效的屏蔽電磁對二次回路產(chǎn)生的干擾,同時,應(yīng)該選擇屏蔽層電阻、高頻集膚效應(yīng)、導(dǎo)磁系數(shù)等符合相關(guān)規(guī)定的電纜,以此提高二次回路抵抗電磁干擾的性能;其四,應(yīng)該盡可能的降低平行段的距離,在同一根電纜中設(shè)置相同的回路電纜,這樣能夠有效的提高二次回路繼電保護(hù)的抗干擾性能。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,作者對干擾電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的干擾源進(jìn)行了分析,并提出了若干有效的抗干擾措施。同時,隨著各種抗干擾技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,針對干擾因素的復(fù)雜性、多樣性,應(yīng)該根據(jù)影響電網(wǎng)二次回路繼電保護(hù)的實際因素進(jìn)行分析,并采取具有針對性的抗干擾措施進(jìn)行處理,以此保證電網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定的運行。

        參考文獻(xiàn)

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