微机型继电保护抗干扰技术措施探究
刘斌
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刘斌,. 微机型继电保护抗干扰技术措施探究[J]. 中国电力技术,2021.12. DOI:10.12721/ccn.2021.159512.
摘要: 在现今电力系统中由于微机型继电保护装置具有工作原理先进、设备结构完善以及后期维护方便等优势,在电力运行中占重要地位。但是,随着大量的引入应用,发现微机型继电保护装置很容易受到外界条件干扰。本文针对这些干扰条件提出了相应的抗干扰措施,以期通过抗干扰措施来提高微机型继电保护装置运行的可靠性、高效性。
关键词: 微机型;继电保护;抗干扰技术;措施探究
DOI:10.12721/ccn.2021.159512
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随着社会的进步、经济的发展,电力系统发展也越来越快速,微机型继电保护装置对系统正常运行具有关键作用。微机型继电保护装置与传统的继电保护相比,具有很多的优点,比如完善的内部结构、应用先进的工作原理、安装调试运行工作简单、维护便利,但是在微机型继电保护装置工作过程中,经常会受到干扰,产生干扰的原因是来自多方面的,一旦没有及时发现这些产生的干扰原因,就会影响电力系统的正常运行和工作。所以研究好微机型继电保护装置干扰产生的类型以及做好抗干扰的措施是十分必要的。

1抗干扰的来源分析

在保护装置具体工程中,会受到各种因素的影响,这些影响因素包括客观因素与主观因素,如果没有及时预防与排除这些干扰因素,就会影响电力系统的稳定运行。对此,要及时找出干扰源并具体分析其原因,才能从根本上保证电力系统的稳定运行。相关部门必须分析干扰类型并做好预防措施,是提升综合竞争力的关键。

1.1主要原因

微机型继电保护装置产生干扰的原因主要是由于装置系统内部发生接地事故、倒闸操作不当以及受到雷击等因素,使微机型继电保护装置受到干扰,产生干扰问题,之后会通过电流发生回路、交流电压变化、信号传递编号、控制回路的电缆等方式,使干扰产生的电压进入到二次设备,从而使微机型继电保护装置在读写程序时出现问题,最终导致微机的CPU执行未设定的程序或者使微机进行死循环。

1.2电感耦合

电感耦合干扰是在对隔离开关操作时才会产生。这种干扰会诱发产生高频电流和雷电电流,这些电流流经高压母线就会在母线周围产生高强度的电磁场,新产生的电磁场中会有部分电磁包围电缆,被包围的电缆在二次回路中产生电压,这些新产生的电压在线路中通过传导会对继电保护装置造成干扰。母线上的高频电流则通过接地电容进入地网,这些高频电流会导致地网电位与不同点电位点之间产生差异,这一现象产生的原因是由于二次电缆屏障层无法屏蔽新流入的高频电流,这些高频电流对电网二次回路具有很大的影响。

1.3接地故障产生干扰

一般情况下,变电站内部容易出现电流多相或者单相接地等问题,这些产生故障的电流有特有的性质与特点,经过变压器的中性点,故障电流通过这种途径进入了地网之中,最后通过架空的地线和大地进入到故障点。在这种情况下,变电站的地网中涌入了大量的故障电流,必然会产生极高的地电位差,通常把这种电位差称为“50Hz.T.频干扰”,一旦发生接地故障,会对微机型继电保护装置产生影响,甚至会威胁到高频保护装置。

1.4断路器操作故障产生干扰

如果直流控制的回路中电感线圈被切断,就会产生宽频的干扰电波,甚至这种宽频电波频率可以达到50MHz;此外当使用电话、对讲机、计算机等通讯设备时,也会产生高频电磁干扰,从而严重威胁对微机型继电保护装置的稳定。

1.5雷电干扰

雷电干扰是微机型继电保护装置客观干扰因素的最主要原因,也是危害最大的。在雷电高发地区或者多雨多雷电季节,变电站容易受到雷击的危害。变电站在遭受雷击后,雷击电流会大量流入到地网中,由于地网中原有电阻存在,会产生暂态电流。但是因为地网电阻的作用,二次电缆在不同位置接地时,会产生暂态电流,进而在二次电缆出现干扰电压,然而一般在二次回路感应出的干扰电压较高,会严重影响微机型继电保护装置甚至损坏设备。

2  微机型继电保护装置受干扰的危害

在微机保护装置运行时,其输入/输出数据、微处理器计算的中间结果、控制程序流程的标志字等,都是存放在数据缓冲区的随机存贮器中。由于数据缓冲区的随机存贮器的抗干扰能力较差,在强电磁干扰信号作用下,有可能使存放在RAM中的数据发生变化;这部分变化将导致运算结果的偏离或错误,直接导致出口继电器的动作结果可能与实际情况不符,对系统安全运行造成很大的危害。在微机执行运行程序期间,运行的程序通常存放在只读存贮器中,所谓程序只是微处理器可识别的机器码,在干扰信号作用下,这些机器码可能发生变化,将出现处理器无法辨识的编码,导致处理器无法工作。此外,如果干扰源改变了控制程序流向的标志字时,也将改变运行程序的执行顺序,使微机的运行程序跑飞,出现死机等问题。在强电磁干扰作用下,微机中的一些半导体芯片将直接受到损坏,导致设备无法正常工作。

3抗干扰的措施

微机型继电保护装置的大多数干扰因素只有通过二次回路才能产生干扰。这些干扰产生后不仅干扰保护装置的程序,降低其安全性与稳定性,还会对设备原件本身造成损伤,使原件的使用寿命降低。在电力运行过程中想要保证安全可靠运行就要不断预防干扰因素产生,组织干扰电流流入系统弱电部分。

3.1降低电源产生的干扰

微机型继电保护装置的干扰主要来源是电源产生的干扰,降低电源产生的干扰可以有效减少保护装置受到干扰。电源的抗干扰措施主要有:加强系统屏蔽,良好的屏蔽作用可以降低装置内部电源产生干扰的影响;加装电源滤波器,主要为了滤过掉传导中产生的电磁干扰。选择的电源滤波器一定是可以屏蔽接地的滤波器,因其可以使电源线和主机之间距离最小化;选择性能指数好的开关,一般选择KTD开关。高性能指数开关一般是指输出波纹噪音小、抗干扰能力强的开关。

3.2接地屏蔽

在理论上微机型继电保护装置的微机保护屏内的隔离变压器一次和二次绕组间应该具备良好的屏蔽层,而且能够可靠接地。微机保护装置的箱体必须经过实验才能接地;还要把保护屏底部的漆和铁锈等清除干净,这样才能用焊接或者螺栓的方法使保护屏和底部的槽钢进行连接。微机保护屏之间把底部的接地小铜排进行串联,主要利用不小于 50mm2的两股铜芯线,再接在截面不少于 100mm2的两股接地铜排上,最后就是把接地铜排和主控室电缆层的接地网实施牢靠的连接。

3.3加强二次系统的防雷接地工作

预防雷雨天气出现干扰是抗干扰工作中的重要环节,如果可以有效预防雷雨天干扰的产生,可以大大提高微机型继电保护装置的可靠性。防雷工作的重点是变电站二次系统,要根据设计原理从整体上全面规划再屏障。隔离、接地、限幅几个方面加强防护,并且加强设备本身的抗干扰能力。

3.4做好装置硬件抗干扰工作

当前,市面上流通的微机型保护装置,厂家在生产的过程中都采取了抗干扰措施。利用先进的数据采集系统,从根本上隔离数字系统与模拟系统,不断提高微机型继电保护装置的抗干扰能力。

4结语

综上所述,微机型保护装置在电力体系中的普遍应用,收益于当前电力体系的迅速发展。同时微机型保护装置面临着多种多样的外界干扰类型,干扰传播的途经也日趋复杂多变。在现实环境中,外界的干扰是不可避免的但却可以预测。在日常工作中应针对这些干扰因素逐一施行预防措施,即切实做好接地装置和屏蔽装置、加强设备自身抗干扰能力、增强二次系统中的雷电接地等工作,减少干扰的产生及影响,确保系统安全稳定运行,提升供电效率。

参考文献

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