浅谈继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施.doc

1、浅谈继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施摘要：电力系统对我们的生活和工作十分重要，同时也给我们的生活和工作带来了一定的危险性。同时，继电保护二次回路抗干扰问题是电力行业的最重要的问题之一。本文简单的阐述了继电保护二次回路常见的干扰源，详细且深入的分析了抗干扰措施，以确保电力系统的正常运行。 关键词：继电保护二次回路 抗干扰 中图分类号： TM65 文献标识码：A 继电保护二次回路干扰源有很多，如，150Hz 工频干扰、高频干扰、雷电干扰等。但最主要的干扰源还是来自于高压设备的操作，操作过程出现任何故障，都将会导致二次回路的故障，且持续时间长，发生频率多。干扰的主要途径主要是电容耦合、磁耦合、传导

2、耦合。受干扰的特征主要表现为共态干扰和横态干扰。无论哪种干扰危害都很大，我们必须采取相应的措施做好抗干扰的预防工作。 一 继电保护二次回路常见干扰源 150Hz 工频干扰 当大电流接地系统发生单相接地短路时，变电站的接地网中会流过故障电流，此电流流经接地体的阻抗时便会产生电压降，使得变电站内各点的地电位有较大差别。在同一回路中有不同的接地点，分布在变电站的不同区域时，各接地点间地电位差就会在连接的电缆芯中产生电流。此外，地电位差也能在两端接地的电缆芯和多点接地的电缆屏蔽层中产生电流，使电缆芯线中产生干扰电压。 2 高频干扰 当操作变电站内的开关设备，比如高压隔离开关切合带电母线时，将在二次回路

3、上引起高频干扰。干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网，产生频率为 50Hz1MHz 不等的高振荡，在二次回路上引起较强的高频干扰。 3 雷电干扰 每当进入雨季，发生雷击时，由于电与磁的耦合，也会在高压导线和大地之间感应出干扰电压，称之为雷电干扰。 4 控制回路产生的干扰 当断开接触器或者继电器的线圈时，会产生宽频谱的干扰波，其干扰频率甚至可达到 50MHz。 5 高能辐射设备引起的干扰 在高压区使用对讲机、移动电话等通讯工具，也将产生高频电磁场干扰。 以上干扰电压主要是通过干扰源与二次回路之间的耦合电容及干扰源与二次回路之间存在的互感，依靠电场耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合、电磁辐射等传播途径

4、，通过交流电压、电流、信号及控制回路的电缆进入保护装置，使微机保护不正确动作。 二 控制静电耦合干扰的相关对策 1 预防和控制静电耦合干扰可以通过将耦合的阻抗增大的方法来控制，通过耦合阻抗来对二次回路和电力系统的保护装置进行屏蔽，计算的方法可以通过表达式表示为： （1） 通过这个公式之间的关系就可以看到耦合阻抗与干扰电压之间的关系，根据公式也能够计算出相应的耦合阻抗的数值，从而计算出相应的结果。 2 在二次回路适当地点增加抗干扰电容，如在保护装置的电源入口处及电流、电压互感器二次回路接入保护装置前，可以将式 1 中的 Z2 减小。图 1 是采用抗干扰电容后的静电干扰的简化电路图，图中 C1 为

5、漏电容，对应为式 1 中的 Z1；C3 为增加的抗干扰电容，其容量一般为几分之一微法至几十微法，等效阻抗为 Z3；C2 为二次回路与大地间的分布电容。此时加到二次回路上的耦合电压由下式表达:式中：Z2为考虑抗干扰电容后的阻抗，由于一般 C3 的值比 C2 值大很多，所以 Z2与 Z2 相比将小很多，对照式 1，干扰电压 UT 也将下降很多。采用抗干扰电容不但可以防止静电感应的干扰，对无线电干扰及二次回路内容产生的高频干扰也有很好的抑制作用。但是该抗干扰电容对二次回路也会带来一些副作用，如果容量太大，可能会造成不良后果。图 1 可以从一个方面说明抗干扰电容对控制回路的影响，如表 1。 图 1 电

6、容对干扰信号的抑制 表 1 屏蔽电缆抗干扰效果实验数据 通过以上干扰效果试验数据，可以明确的看出一些问题，即采用屏蔽措施对电压的干扰效果是比较明显的，当处于塑料无屏蔽电缆应用的情况下，在三相分闸的操作方式下，可以产生高达 9000V 的电压，这是一个相当大的电压，但，当采用其他任何一种有屏蔽装置的材料的电缆的时候，电压可以降低到 100500V 之间，很明显的起到了一直和屏蔽的作用。试验的内容也表示了不同材料的屏蔽效果略有不同，但是基本上是相差无几的。这个数据证明的是屏蔽电缆对静电干扰抑制的效果，可见，效果不错，而且，屏蔽电缆还对电磁干扰和高频干扰也具有一定的抑制效果，而且效果也是比较好的。所

7、以，屏蔽电缆是用于抑制干扰的比较好的方法，在实际应用中被广泛使用和推崇。 3 电缆屏蔽是一种不错的方法，同时也启示了人们对自然屏蔽的思考。自然界中也存在着很多天然的屏蔽物，只要充分的加以利用，就可以发挥其抗干扰的作用。比如，在控制电缆铺设的路径以及二次设备的安装现场，这两个地方就存在着天然的屏蔽电缆隧道、电联沟盖板中的钢筋、金属构件、建筑物中的钢筋等等。这些材料并不是特意的准备的，但却发挥着与屏蔽电缆一样的作用。在电力系统施工过程中，完全可以利用这些自然的屏障物，达到抗干扰屏蔽的效果，不浪费资源，就地取材，一举两得的好方法。 三 控制电磁感应干扰的相应对策 1 控制电磁感应干扰的主要方法是将二

8、次回路过程中产生的干扰电压降低。这个方法主要参照的是公式二，互感与导线的长度以及其平行的程度是有一定的关系的，而且，也会受到电缆芯和导线的距离比的影响。所以，在进行抗干扰措施布置的时候，应该充分利用一次载流导体形成垂直关系，同时缩短平行段的长度。在操作过程中需要注意的问题是，要将电缆芯放置到同一根电缆内部，从而减少同一回路的正负极电流在二次回路中的不统一。采用这种方法虽然听起来有些满发，但是，这对于抗电磁感应干扰处理措施来讲，是最有效的方法，只有充分掌握其使用的方法和对策，是可以达到非常不错的抗干扰电压效果的： （2） 2 电磁感应干扰的应对措施还应该从其本省的特点来进行分析和考虑，可以利用其

9、磁性的特点，采用同样具有磁性的材料来进行抗干扰操作。将具有磁性的电磁屏蔽材料放置到干扰源与二次环路之间，这样就可以利用电磁屏蔽材料组织干扰源的进入，从而解决二次回路的感应电压问题。在实际的操作中，这种方法也是比较常见的，通过具有磁性的屏蔽材料控制电缆，这样做的效果不是一定的。因为它的效果是要根据磁性材料的自身特点而定的，磁性材料的系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等等，这些因素都是影响其抗干扰效果的因素。当屏蔽物是磁性材料比较好的物体的时候，就会将外部的磁力转移到屏蔽层之中，并且也会与屏蔽层内的导线分离开来，从而避免了在导线上出现感应电压的问题。 3 采用没有磁性的材料也可以达到抗干扰的效果

10、。由于非磁性材料的特点与空气相似，他们具有同样大小的导磁率，干扰磁通利用这个特点传达到了电缆的芯线上，通过高频干扰磁场的作用，形成比较强烈的漩涡磁场，从而形成一个强大的保护流，让干扰电压无法地道芯线，从而保证了芯线的正常工作。这个方法也是电力系统中一个比较常见的方法，也被广泛的应用中。只要掌握应用的技巧，是很容易做到电磁感应的抗干扰措施的。 4 通过非磁性材料的抗干扰效果也会受到一些因素的影响，导致效果不佳。比如，在频率较低的状态下，所产生的漩涡磁场流也是比较小的，不够强大的磁场力量对干扰源的侵入是没有控制方法的。所以，若要增强其抗干扰的强度，就需要增强低频率的屏蔽效果，可以使用电缆的屏蔽层与

11、接地网构成闭合回路的方法。通过这个方法，可以让涡流的强度增大，提高频率，从而达到不错的抗干扰效果。在此过程中需要注意的是铜排的连接等问题。 四控制地电位差干扰的相关对策 在电力系统中，电位差的问题也是产生严重干扰问题的因素之一。在进行这个问题的控制和防治的时候，应该保证变电所的电网是相对完整、完善的状态，最好还要进行一次铜排的补充连接工作，这样做的目的就是用最简单的方法降低电位差的问题。然后，对二次回路进行检查，确保其与地的绝缘状态是良好的，这样做的目的是为了保证，在电位差出现巨大变化的时候，减少对二次回路绝缘的影响，保证运行的正常性。结语： 电力系统对我们的生活和工作有着重要的作用，同时也给

12、我们的生活和工作带来了一定的危险性。继电保护二次回路抗干扰问题一直是电力行业的一种重要的问题，是一个值得深入研究和探讨的问题。本文首先介绍了继电保护系统的干扰源和主要的干扰手段，进而重点分析了如何防治干扰问题的措施。本文主要从以上三个方面进行了重点的方法和措施介绍，只要充分掌握抗干扰的理论基础，结合仔细谨慎的实际操作，是可以有效避免干扰问题的，保证电力系统的正常运行。 参考文献： 1李伟明.继电保护二次回路抗干扰措施浅析J.价值工程，2010（36）. 2赵慧宏.工厂变配电所二次回路干扰及抗干扰措施J.齐齐哈尔大学学报（自然科学版） ，2011（4）. 3祝建武，吴闽芳 电力系统二次回路抗干扰措施浅析J.城市建设理论研究（电子版） ，2011（31）. 4宁小波.220kV 以上变电站继电保护与自动装置的抗干扰措施探讨J.硅谷，2010（23）. 5邓燚，肖泽宇.加强电力系统二次回路抗干扰措施J.城市建设理论研究（电子版） ，2011（35）.