抗干扰措施在继电保护二次回路中应用分析

熊 智

湖北省黄冈供电公司变电检修中心，湖北 黄冈 438400

1 继电保护二次回路常见的干扰源

在继电保护二次回路中，常见的干扰源主要来自于以下几个主面：第一，50Hz工频干扰：如果大电流接地系统出现单相接地短路的现象，则变电站接地网中会有故障电流流过，其经过接地体的阻抗时，会有电压降产生，从而变电站中各点的地电位差别会比较大。在同一个回路中，有多个分布在不同区域的不同接地点，在连接各接地点的电缆芯中，各接地点间的电位差会产生电流。而且在两端接地的电缆芯中、多点接地的电缆屏蔽层中，地电位差也会产生电流，从而在电缆芯线中就会出现干扰电压；第二，高频干扰：如果诸如高压隔离开关等控制变电站中的开关设备切合带电的母线时，会在二次回路上引起高频干扰，这一干扰电压在经过电容器、母线等设备后会直接进入地网，从而产生一个高频振荡，其频率在50Hz～1MHz之间，从而二次回路就会受到一定的高频干扰；第三，雷电干扰：一年当中会在一定时期出现时间长短不定的雨季，容易发生雷击，此时电和磁耦合会在大地与高压线间感应出干扰电压，这种干扰电压即为雷电干扰，也会对二次回路产生影响；第四，控制回路所产生的干扰：如果继电器的线圈或者接触器断开时，会相应的出现干扰波，该宽频谱干扰波的干扰频率最高可达50MHz，因此会对二次回路产生非常大的影响；第五，高能辐射设备导致的干扰：如果在高压区使用通讯工具，比如移动电话或者对讲机等等，也会有高频的电磁场干扰出现。

2 继电保护二次回路的抗干扰措施

可以采取以下措施提高继电保护二次回路的抗干扰能力：

1）构造继电保护装置等电位面

在控制室中有各种继电保护盘柜，将这些设备集中在同一个等电位平台上，从而实现等电位面和接地主网的一点联接，等电位面的电位就能够根据地网电位的变化而变化，以防止控制室地网的地电位差窜入继电保护装置中，对于屏蔽干扰非常有利。把各个保护屏的铜排首尾相连进行焊接，形成闭环回路再连接控制室的地网即可。

2）沿高频电缆敷设接地铜线

如果高频同轴电缆一端接地且隔离开关操作空母线，则电缆另一端就会出现暂态高电压，此时在收发信机端子上会出现高电压，收发信机的正常工作就会受到干扰，因此而中断，严重的还有可以毁坏收发信机的部件。在开关场，高频电缆的屏蔽层通过至少大于10mm2的绝缘导线与结合滤波器二次端子相连接，并将其连通引下，与分支铜导线焊接连在一起。控制室中的高频电缆屏蔽层则采用1.5mm2～2.5mm2的多股铜线，与保护屏的接地铜排直接连接在一起，即可实现接地。不过有些人认为只需将高频电缆屏蔽层与收发信机接地端子相连接，不用与保护屏的接地铜排相连接，也可以实现收发信机机壳的可靠接地，其实这只是做到了一点接地。为了使得开关场与控制室两个接电点的地电位差进一步降低，同时也要降低电流流过高频电缆屏蔽层所导致的电压降，可以将两端接地的、截面面积为100mm2的接地铜线敷设在靠近电缆处，此铜线和地网在控制室的电缆层处连接，且一直延伸直至连接保护屏等电位面。

3）二次回路采用屏蔽电缆

保护装置的交流电流、信号回路、电压回路、直流控制回路等由开关场引入的电缆均使用诸如KVVP2-22等型号的屏蔽电缆，利用电组系数相对较小的铜制作屏蔽层。要保证屏蔽电缆的屏蔽层两端实现可靠接地。在制作电缆头时，先利用多股铜芯线在其两端屏蔽层缠绕至少十圈，铜芯线的截面积为2.5mm2～4mm2，固定好以后再用热缩管封紧，然后将单股铜芯线另一头接地，并保证其可靠性。保护屏与屏底接地小铜排相连接，而开关端子箱则连接在可靠的接地点上。不过需要注意的是，抗干扰措施不能采用备用电缆两头同时接地的作法，因为开关场各处的地电位存在差异，如果备用电缆两端接地不能避免电流流过，从而其中排列不对称的工作电缆芯就会感应出电势，干扰保护。

4）更换结合滤波器

一些高频通道采用的是变量器直接耦合，可以在其电缆芯回跨中串联一个约0.047μF，交流耐压2kV，1min的电容器。因为高频电缆层两点接地，如果高压电网出现接地故障，当变电所地网中有接地电流通过时，两接地点间的工频地电位差就会形成纵向电压并引入至高频电缆回路中，从而收发信机高频变量就会呈现饱和状态，中断发信，导致100Hz频率收信缺口，从而使得高频闭锁保护出现误动现象。所以可以采用在该回路中串联电容的方法将工频电流阻断。

5）保证电压互感器的二次回路与三次回路的互相独立

对于电压互感器而言，传统的接线方法是TV二次回路与三次回路的中性线共用同一根电缆芯，并与N600小母线相连接。这种方法用于常规保护时不会存在较大问题。但是微机保护应用的越来越广泛，它的最大特点就是其实现接地方向保护是通过自产3Uo来实现的，这一特点可能会使TV共用中性线导致零序方向保护误动，这一点是非常危险的。因为二次回路与三次回路中性线共用了同一根电缆，则三次回路3Uo必然会对微机保护自产3Uo产生影响，其影响大小则由共用电缆芯的电阻以及三次回路的负载电阻来决定。共用一根中性线会导致三次回路3Uo与微机保护自产3Uo方向相反，从而导致接地零序方向保护正方向拒动、反向误动。

总之，在全面分析了继电保护二次回路的干扰源后，采取上述措施可以明显提高保护的正确动作率，使得保护装置的作用得以充分发挥。当然继电保护二次回路的抗干扰技术仍是一个比较复杂的问题，本文所提到的方法只是其中一部分，在实际工作中，只有周密的布置、完善的措施才能真正的把电磁干扰控制在适当、无害的范围。

[1]电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]电力系统继电保护原理[M].2版.北京：水利电力出版社，2008.