摘?要：根據(jù)筆者從事電力事業(yè)多年的工作經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)，本文主要對(duì)影響繼電保護(hù)安全運(yùn)行的常見(jiàn)干擾進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，并提出相應(yīng)的抗擾措施。

關(guān)鍵詞：干擾；繼電保護(hù)

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繼電保護(hù)裝置還在采用電磁型元件時(shí)，因?yàn)樵旧砜垢蓴_能力較強(qiáng)，干擾問(wèn)題還不夠突出。隨著科技與電網(wǎng)的發(fā)展、輸電線(xiàn)路電壓等級(jí)的提高，對(duì)電網(wǎng)一次設(shè)備和繼電保護(hù)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，繼電保護(hù)裝置發(fā)展為集成型和微機(jī)型之后，因半導(dǎo)體元件的大量使用，使得二次回路和設(shè)備上的電磁干擾問(wèn)題開(kāi)始日漸突出。

變電所恰是一個(gè)具有高強(qiáng)度電磁場(chǎng)的特殊環(huán)境，裝設(shè)在高壓變電所的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置總是受到正常運(yùn)行情況下和某些特殊情況下產(chǎn)生干擾的侵害。影響繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的干擾主要包括來(lái)自一次系統(tǒng)的干擾(雷擊)、一次系統(tǒng)發(fā)生的故障、在變電所內(nèi)進(jìn)行斷路器，隔離刀閘的操作等等，也包括來(lái)自二次回路本身的干擾：例如斷開(kāi)中間繼電器的電磁線(xiàn)圈、近距離使用對(duì)講機(jī)、手機(jī)、人身靜電對(duì)設(shè)備外殼放電、微機(jī)保護(hù)的算法、電纜的對(duì)地電容、交流成份竄入直流回路等。

變電所一次設(shè)備上的強(qiáng)電磁干擾和二次回路本身的電磁干擾是通過(guò)感應(yīng)、傳導(dǎo)和輻射等途徑引入到繼電保護(hù)裝置中的半導(dǎo)體元件上的。當(dāng)干擾水平超過(guò)裝置邏輯元件允許的干擾水平時(shí)，將引起繼電保護(hù)裝置的不正常工作。從而使整個(gè)裝置的工作邏輯或出口邏輯異常，這將會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置在正常情況下誤動(dòng)、誤跳開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)故障情況下拒動(dòng)或誤動(dòng)擴(kuò)大事故范圍。這些不正確的動(dòng)作行為對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定都有可能造成十分嚴(yán)重的后果。因此變電所的電磁干擾和繼電保護(hù)裝置的抗電磁干擾就成為一對(duì)很突出的矛盾。

所以為了繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置能夠安全可靠的運(yùn)行，整體上需要做好兩方面的工作：一方面是提高繼電保護(hù)裝置本身抗干擾能力，尤其微機(jī)保護(hù)在軟硬件上要提高抗干擾能力；另一方面是必須限制引入到繼電保護(hù)裝置的干擾要低于裝置本身的耐受干擾水平。在設(shè)計(jì)、安裝、施工時(shí)盡可能的全面估計(jì)干擾的種類(lèi)，通過(guò)一些有效的手段將干擾降至最低。

2.1高頻干擾

變電所內(nèi)對(duì)二次回路及二次聯(lián)接設(shè)備產(chǎn)生高頻干擾的重要來(lái)源主要有：斷路器的操作送電、隔離刀閘帶電操作空母線(xiàn)(例如旁路母線(xiàn))等。對(duì)于隔離刀閘向空母線(xiàn)充電可以等效為隔離刀閘合閘于不帶電的純電容負(fù)荷，如圖1所示：

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當(dāng)隔離開(kāi)刀閘動(dòng)靜觸點(diǎn)逐漸接近時(shí)，兩觸點(diǎn)間電場(chǎng)強(qiáng)度隨之增大，直到發(fā)生拉弧現(xiàn)象。一般情況下由于隔離刀閘操作速度較慢，第一次拉弧多數(shù)發(fā)生在電源側(cè)工頻電壓最大值附近，當(dāng)閃絡(luò)拉弧開(kāi)始，電流將通過(guò)隔離刀閘觸點(diǎn)向電容迅速充電。在電容充滿(mǎn)電壓的同時(shí)，U。于U 間電壓為零，這時(shí)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間電源側(cè)的電容充電的回路自然中斷。通過(guò)零電位點(diǎn)后，由于電源側(cè)U 隨著工頻電壓變化幅值和相位，導(dǎo)致U。與U 之間的電壓又開(kāi)始增大，逐漸U。與U 換極性，當(dāng)?shù)剿鼈冎g的電壓增大到擊穿電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)第二次被擊穿。同時(shí)又對(duì)電容快速充電。伴隨著觸點(diǎn)間隙逐步靠近，隔離刀閘動(dòng)靜觸頭間擊穿電壓也逐步降低，每一次閃絡(luò)拉弧的電壓幅值也越來(lái)越小。所以當(dāng)合閘過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，所產(chǎn)生的高頻干擾嚴(yán)重性迅速降低。(對(duì)于拉開(kāi)空母線(xiàn)的情況則與上述過(guò)程完全相反。)

隔離刀閘帶電合空母線(xiàn)在開(kāi)始閃絡(luò)拉弧的初始階段將產(chǎn)生每秒鐘二三百次的再點(diǎn)弧過(guò)程。每次都將產(chǎn)生前沿很陡的電流與電壓波，這些波沿母線(xiàn)傳播，并經(jīng)母線(xiàn)終端或各種電容器設(shè)備注入地網(wǎng)(例如電容式電壓互感器J，行波在每一個(gè)斷點(diǎn)處都產(chǎn)生反射，從而產(chǎn)生各種高頻振蕩，其頻率范圍一般為50kHz至5MHz之間。這些高頻振蕩與二次回路耦合會(huì)感生出強(qiáng)烈的干擾。

2.2 輻射干擾

在手機(jī)、步話(huà)機(jī)的附近會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)輻射電場(chǎng)和相應(yīng)的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)會(huì)在附近的半導(dǎo)體器件回路中將感應(yīng)高頻電壓，形成了一個(gè)假的信號(hào)源，在經(jīng)過(guò)整流后可能將數(shù)字回路的邏輯電位偏移甚至造成邏輯混亂，經(jīng)實(shí)驗(yàn)在一些收發(fā)訊機(jī)，錄波器1 M范圍內(nèi)使用手機(jī)，步話(huà)機(jī)，收發(fā)訊機(jī)會(huì)啟動(dòng)，同樣錄波器也會(huì)啟動(dòng)。由此可以看出輻射干擾對(duì)保護(hù)裝置的影響是不容忽視的。

2.3 工頻干擾

當(dāng)變電所內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)。會(huì)在變電所地網(wǎng)中和大地中流過(guò)接地故障電流，通過(guò)地網(wǎng)的接地電阻，使接地故障后的變電所地網(wǎng)電位高于大地電位，該電位的幅值決定于地網(wǎng)接地電阻及入地電流的大小，按我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定其最大值可達(dá)每千安故障電流1OV。

2.4 直流電源干擾

對(duì)于直接電源的干擾主要有兩個(gè)方面，其一是直流回路上發(fā)生故障或其它原因產(chǎn)生的短時(shí)電源中斷與恢復(fù)。因?yàn)榭垢蓴_電容與分布電容的影響，直流的恢復(fù)可能極短，也可能較長(zhǎng)，在直流電壓的恢復(fù)過(guò)程中，電子設(shè)備內(nèi)部的邏輯回路會(huì)發(fā)生畸變，造成繼電保護(hù)功能紊亂而引起誤發(fā)信號(hào)，誤輸出跳閘命令的錯(cuò)誤動(dòng)作行為；另一種情況是因外部原因致使直流回路中竄入交流分量，這種情況對(duì)經(jīng)長(zhǎng)電纜自變電所引入保護(hù)裝置的控制及信號(hào)回路都有很大的影響。也就是說(shuō)直流電源中一旦串入交流成份，便會(huì)影響繼電保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作行為，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定造成很大的破壞。

2.5 靜電放電干擾

在干燥的環(huán)境下，工作人員的衣物上可能會(huì)帶有高電壓，在穿絕緣鞋的情況下，他們可以將電荷帶到很遠(yuǎn)的地方，所以當(dāng)工作人員接觸電子設(shè)備時(shí)會(huì)對(duì)其放電，放電的程度依設(shè)備的接地情況，環(huán)境不同而不同，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電子元件。

2.6 雷擊

雷擊對(duì)變電所的一次、二次設(shè)備都產(chǎn)生很大的影響，有研究結(jié)果表明，對(duì)于干擾而言：雷擊相似于幅值。平均為25kA的沖擊型電流源，其上升時(shí)間從1 S到大于5O u S，衰減到一半幅值的時(shí)間從幾十u S到幾百u(mài) S不等。無(wú)論雷擊在變電所的什么部位上，最終的雷擊波都將經(jīng)變電所母線(xiàn)四面?zhèn)鞑?，并?jīng)避雷器入地。由于電與磁之間的耦合，會(huì)在導(dǎo)線(xiàn)與地面之間產(chǎn)生干擾電波，這種干擾在屏蔽電纜中感應(yīng)的電壓波形決定于電纜本身的諧振頻率。對(duì)于普通的屏蔽電纜，在嚴(yán)重雷擊時(shí)其干擾將超過(guò)1 kV。雷擊的另一重要影響是雷擊電流流入大地后產(chǎn)生的暫態(tài)地電位升高。當(dāng)變電所接地部位直接雷擊或雷擊電流經(jīng)避雷器入地時(shí)，高頻電流會(huì)因?yàn)榈鼐W(wǎng)的高電阻，從設(shè)備到地網(wǎng)接地線(xiàn)的接地阻抗等等引起的暫態(tài)地電位升高。