试论电力系统继电保护干扰原因及其防护方法

摘要：随着我国经济和社会的不断发展，我国的电力工业也取得了长远的发展和进步。随着我国电力的发展，对电力系统的技术要求也越来越严格。通过例举继电保护的结构和要求，提出在电力系统中加强电力保护的作用，继而提出我国电力系统继电保护中常见的干扰原因，并针对这些干扰原因提出相关的防护方法和措施，从而更好地保证电力系统的正常运行。

关键词：继电保护；干扰；电力系统；防护

作者简介：王晨艳（1979-），女，江苏苏州人，江苏省电力公司检修分公司苏州检修分部，助理工程师。（江苏 苏州 215131）

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0243-02

继电保护作为电力系统的二次系统，在其中占有非常重要的位置。通过电力系统的继电保护能够保证电力系统的正常运行。近几年来，随着我国电力的改革和发展，我国电力系统的继电保护装置已经由原来的传统的保护发展到在电力系统中大量使用集成电路，从而加强电力系统的保护。对此，加强电力系统继电保护对保障我国电网的正常、高效运行有着重要的作用。

一、电力系统继电保护结构与要求

在实际的继电保护装置中，通常由三个部分构成：测量、逻辑与执行。其关系由图1表示：

在整个继电保护过程中，在输入相关的信号之后通过传感器，在给定的值测定，如果当外界的值超过设定的值，那么测量部分就会通过系统传递给逻辑部分，通过逻辑部分的逻辑分析确定采用哪种方案进行解决，最后将信息传递给执行部分，通过执行系统执行相关指令，以此达到保护电力系统装置的目的。

而继电保护通常具备以下几点要求：

1.选择性要求

即是指在继电保护装置中，在进行保护的时候只针对发生故障的元件，将其从系统中剔除，以此保障整个系统的安全运行。

2.速动性的要求

是指在在电力系统发生故障时，继电保护装置能在第一时间切除故障源头，从而保障系统正常运行。

3.灵敏性的要求

是指继电保护装置对在其范围内或者是在不正常的状态下能作出比较灵敏的反应。

4.可靠性的要求

是指对继电保护装置自身的质量要求高。通过高质量的继电保护装置能够保证系统的正常和安全运行。

二、电力系统继电保护的作用

随着我国电力设施的投入，加强对电力设施的保护已经成为我国电力系统的重点，而造成我国电力设施的损坏包括很多原因，所以加强继电保护对于维护我国国民经济的正常运行、保障居民的正常生活有着很重要的作用。而随着我国继电保护在智能保护方面的大力应用，保证系统在遭受干扰的时候能够快速对系统作出反应，以保障电力的正常运行、减少居民的停电范围具有重要的作用。

三、电力系统继电保护干扰的原因

造成继电保护的干扰原因很多，总结起来主要有以下几个方面：

1.天气干扰

在整个电网运行系统中，由于我国的变电站在地理等方面的特殊环境，导致变电站很容易遭受雷击等自然灾害的影响。而变电站的接地线往往具有高阻抗等特性，这样在发生雷雨天气的时候，一旦遭到雷击，其产生的电流就会非常高频，从而进一步导致变电站的暂态的电位出现异常升高，这样就很容易造成继电保护装置产生不当操作，从而影响对整个电路回路的控制，同时造成保护设施设备的相关破坏。

2.高频干扰

在整個电网的运行中，隔离开关操作缓慢，容易造成电弧闪络的现象。如果在这其中进行电压操作，很容易导致高频电流的产生，而一旦产生高频电流，在电流通过母线的时候就会由于高电流产生很强的磁场与电场，这样就会对正在工作中的继电保护产生很大的干扰和影响，而一旦这种干扰的水平超过装置自身设定的水平，继电保护就不能在正常的情况下工作，从而导致整个保护装置在正常情况下出现相应的出口逻辑，这样就导致系统不稳定，甚至破坏系统。

3.直流电源干扰

在电网运行中，一旦在其中产生接地的故障，就会导致变电站中的电流经过变电站接地措施直接流向接地故障中去，同时由于接地地网中的电阻为高抗阻，使得变电站中的地网电位远远高于大地的电位，而电位的值又决定着地网接地的电阻和电流在入地中的大小，按照测算，其产生的电位值可达故障电10kV/1000A。在直流的回路上发生的故障或者是由于其他的原因导致的电流中断的主要干扰来自于直流电及其恢复，而由于抗干扰的电容以及其分布受不同位置的影响，这样就导致直流电在回复过程中的时间不一定，有可能很长，也有可能很短。而一旦在这个过程中，由于直流电源恢复造成的不稳定，就使得电子设备的反应装置发生畸变，同时造成继电保护中的暂态电位变差，使得电缆层与屏蔽层在这个时候出现工频电流，使回路受到干扰，甚至烧坏屏蔽层，从而影响整个系统的保护。

4.辐射干扰

辐射干扰已经成为现阶段干扰的重要来源。由于我国计算机的普及以及通讯市场的大力发展，我国移动设备的辐射也变得越来越严重。而当前我国电力系统的周边会聚集大量的移动设备，这就导致电网的周边会产生巨大的磁场和辐射，通过继电保护信号的接收有可能接收到虚假信号，这样就导致继电保护产生错误的动作，从而对整个电网的运行带来很大的麻烦。

5.静电放电干扰

电网设备离不开工作人员的检修，而由于天气的原因，工作人员很容易产生静电，在进行操作的时候，将这些静电通过操作带到保护装置中，这样很容易造成装置的损坏，同时由于静电的原因产生辐射，导致装置的逻辑混乱，从而给电力系统带来不必要的麻烦。

四、电力系统继电保护防护方法

1.降低接地电阻

为改变由于变化产生的暂态的电位差，就需要在实际的电力系统工作中尽可能降低一次设备的电阻，如经常使用到的避雷器、电流和电压互感器等设备。将这些组成一个低电阻的接地网可以有效降低电流，同时降低二次回路及其设备对装置的干扰。

2.接地措施

接地措施的主要目的是降低电位差。因为在系统中不能保证在接地网络中做到全部都属于等电位，因为在不同的位置会产生不同的电位差，同时电位差的大小与接地网中流入的电流成正比例关系。而产生高电位差主要是产生在高频同轴的电缆中。在实际的案例中，产生高电压主要来自隔离开关和启停空母线的一端。要解决这个问题，其主要采取两方面的措施：首先是在开关场一端，采用滤波器进行二次接地；其次是在控制室内对高频电缆的屏蔽层采取保护屏接地铜排，通过这两种方式和措施能够有效防范高电位对装置干扰。

3.构造等电位面

在某些系统中会较多地采用装置保护系统。这样就需要解决在如此高集中的保护装置中如何保护可能由于不同电位带来的装置受损。这就需要构建保护装置的等电位，使得电位的不同变化不会造成对保护装置的干扰。其具体采用的方式是首先将各保护屏中的铜排进行首尾之间的连接，二是将电缆层做成一个框架。这个框架由裸铜线或者是铜排进行连接，使得各个保护屏与这个框架相连。

4.采用UPS电源系统措施

UPS主要是以逆变器为主组成的恒压恒频系统。由于在电力系统中出现的直流电回流形成的高电压导致系统不稳定，这样很容易造成装置受损。UPS系统正是结合这个原因，采用给装置供电的方法，能够有效预防由于断电、脉冲干扰、电压波动、电压低落等原因带来的影响，从而更好地保护装置。

5.采用智能监测，提高人机交互的可靠性

随着计算机的普及与智能系统的运用，使得对电网的监控变得越來越简单化和系统化。在采用智能监测的同时，提高人机交互的可靠性，通过智能监测对电力系统装置中的零件温度、震动等安全系数的合理监测，从而提高整个系统运行的监测功能。

6.引进新技术

随着我国与国际社会的接轨，我国与国外相关电力技术的差距也越来越小。但是在高技术的细节领域与国外还有一定的距离，比如信号处理、传感器等方面。根据继电保护自身的特点，通过引进国外先进的技术提高我国继电保护的水平，以此保证我国电网的安全性和准确性。同时加强多学科在电网中的运用，如神经网络、模糊规则等，通过这些新技术加强对继电保护故障的检测和判断，从而更加快速地处理电力故障，具有重要的作用。

7.完善制度建设，加强安全意识

从现行的继电保护来看，仍然存在着很多的问题。通过建立完善的安全操作制度才能保证电网的正常运行。采用对继电保护工作设立相关的日志、日记进行记录，同时制定考核制度，以此规范相关安全操作，坚决杜绝在不进行任何处理的情况下进入现场，从而给整个电网系统带来可能的危害。同时制定相应的奖惩措施，提高员工的积极性和责任意识。

五、结束语

加强和提高继电保护装置的安全性保护，通过对可能给继电保护带来干扰的原因进行不同的和实际的分析，同时针对这些干扰制定出不同的防范措施，对于加强国家电网的安全运行、提高居民的用电有着重要的实践意义，也能更好地促进我国电力工业的发展。

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（责任编辑：王祝萍）