微机继电保护装置电磁兼容问题的研究

白全新 李斌

【摘要】本文结合案例分析了中低压线路微机保护的控制回路与重合闸回路之间的配合有问题，导致微机线路保护出现多次异常自动重合的现象。阐述了微机线路保护装置重合闸的充电条件及发生异常自动重合的主要原因，并提出了相应的几种现场解决方案。

【关键词】微机线路保护；重合闸充；故障处理；研究

中图分类号： C35 文献标识码： A

引言：

为了保证电气设备安全运行，继电保护装置必须满足选择性、快速性、灵敏性和可靠性等四个基本要求。因此，在发电厂及变电所中必须做好继电保护装置的维护与试验的工作。如何做好保护设备的维护确保继电保护装置可靠运行是电站运行人员的重要工作。

可靠性是微机继电保护装置的基本要求，微机线路保护装置以其原理先进、结构清晰、操作方便、动作可靠等的特点，已经在电力系统得到了越来越广泛的使用，它是保证电网安全运行，保护电气设备不受破坏的主要装置，并日益成为电力系统继电保护的主流设备。但是微机线路保护装置受外界干扰误动和拒动的情况还是有所发生。本文通过分析影响线路保护装置的因素，提出了一些提高继电保护方面的措施供大家参考。

1.强电磁干扰信号对微机保护的影响

（1）在强电磁干扰信号作用下，微型机的运算或逻辑将出现错误。微机保护在强电磁干扰信号作用下，有可能使微型机的运算或逻辑将出现错误，使得存放在RAM中的数据发生变化；另外，在进行读或写一个数据时，微机的数据总线和地址总线也可能由于干扰的作用出现数据或地址总线的地址码出现错误，从而发生读写到错误的地址上。甚至还将会导致运算逻辑出现错误等问题。

（2）在强电磁干扰信号作用下，会使微机保护运行程序的执行顺序发生变化，从而导致微机保护的运算程序出出错或出现死机等情况。

（3）使微型机中半导体芯片遭受损坏，致使保护装置无法工作。微机装置在工作环境的周围。存在着强电干扰这些干扰信号频率高、幅度大，通过电磁耦合很容易进入微机保护内部，微机保护装置中的微型机在其内部的时钟控制下高速工作，不能用简单的延时电路来躲过干扰信号，当干扰进入微机保护装置内部时，将造成半导体芯片遭受损坏，致使保护装置无法工作。

2.应采取的具体措施

微机保护的外部干扰来自干扰源，完全消除干扰是不现实的，关键是削弱干扰源的干扰强度。干扰源主要可分为：内部干扰和外部干扰两种。内部干扰主要来自于内部继电器触点的切换，产生强高频电磁信号所引起的干扰信号；外部干扰主要来自与接线端子排从外界引入的浪涌电压所引起的干扰信号。上述就表明微型机保护装置的输入、输出、电源线以及地线等，都是外界干扰进入微机保护装置的途径。其中干扰源、耦合通道、敏感回路又是电磁干扰的主要因素。所以，提高微机的抗干扰能力应从阻塞耦合通道、提高敏感回路的抗干扰能力及合理设计泄放回路等方面着手：

（1）阻塞微机保护装置受干扰的耦合通道。在电力系统运行的微机保护装置，其电源回路、模拟量输入回路、开关量输入及输出回路以及通信接口等都是通过电缆线引入到较远的模拟元件上，但同时，这些回路也是把干扰耦合到微机保护装置的重要媒介。为了提高微机保护装置的抗干扰能力，对上述各回路都要采用光电耦合器件进行隔离，并应采用以下几个方面的措施：1）保证微机保护装置的电源在220V左右，通过UPS不间断电源进行处理，还要选用抗干扰能力强，输出波纹噪声小的开关电源作为微机系统的主要稳压电源，从而有效防止外界电源干扰。2）将机箱利用金属外壳制造，有效地利用机箱的金属屏蔽作用，阻止外界对微机保护装置的辐射。3）缩短滤波器接地点与机箱柜体之间的距离。4）将滤波器的外壳进行有效的屏蔽接地。

（2）微机保护装置模拟量输入回路的静电屏蔽。1）微机保护装置屏接地质量直接影响到其屏蔽性能，因此，在可能的情况下，要求屏蔽体与地的接地电阻尽量小。如果屏蔽体与地相连时，应选用粗铜线、扁铜线或编织铜线为好，最后用螺丝固定，不要用缠绕的方法。以此来减少接地线的电阻。另外如果接地导体越长，地阻越大，因此要尽量缩短导线的长度，从而减少电感在微机保护装置中的干扰。2）正确地选择屏蔽体的接地点，尽可能地使屏蔽体的接地线与接地网接地点靠近。3）屏蔽体形状也直接影响微机保护装置的屏蔽性能，因此尽量减少屏蔽体的开口面积和数量以及开口的排列方式等。另外，屏蔽体材料应选用良导体，从而减少蔽体的因素在微机保护装置中的干扰。

（3）减少磁干扰的有效措施有磁屏蔽和双绞线两种方式：磁屏蔽一般选用高磁材料作屏蔽体，可增强抗干扰能力；双绞线：使干扰产生的感应电流在负载上相互抵消来消除磁干扰信号。

（4）定期对继电保护装置检修及设备查评。1）检查盘柜上各元件标志、名称是否齐全。2）检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活。接点接触有无压力和烧伤。3）检查中控室光字牌、红绿指示灯泡是否完好。4）检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动。5）检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好。6）配线是否整齐，固定卡子有无脱落。7）检查断路器的操作机构动作是否正常。

以上几方面出现不正常现象，必须及时处理。每年电站领导必须带领技术人员、检修人员对继电保护装置进行二次设备查评。根据查评结果把它分为三类。经过运行检验，技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备。基本完好设备、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备，危及安全运行，出力降低，“三漏”情况严重的设备为三类。发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其带病运行。对有缺陷经维修处理好的继电保护装置建立设备缺陷台账，有利于今后对其检修工作。

3.提高微机保护可靠性的一些建议

应从以下方面对微机保护进行运行中的日常维护，以达到提高微机保护可靠性：1）应在继电保护室入口处贴禁止使用无线通讯工具，从而禁止人员在保护室内使用高能辐射设备（如手机、对讲机等）。2）严禁人员携带紫外线设备进入保护室内，防止紫外线擦除微机保护芯片程序，或者造成保护程序出错。3）微机保护由于功能的扩展，技术的更新，因而要求运行、操作和维护人员必须尽快提高技术素质、熟悉掌握装置的操作与维护技能。4）在保护装置运行、调试和检查中，作为人机对话元件和数据记录的打印机，其日常维护和机内清理千万不可忽视。若是运行中频繁打印，应及时更换色带，补充打印纸。5）对保护装置的异常状态能正确判断，并能及时处理，当发生故障后能及时提取故障信息打印报告，防止造成微机保护假死机。6）如果环境温度过高，应考虑采取降温措施，并打开保护柜门进行散热，发现插件有异常发热现象，立即进行降温并回报调度，防止发生故障。

4.结语

微机保护由于各种内在和外在的原因，使微机保护装置经常发生误动、误发信号、错误指示断路器位置等情况，严重威胁当前电网的安全稳定运行及微机保护装置的可靠性，但是，在硬件上以优化设计、合理制造工艺及提高元器件质量的同时，加强保护装置在正常运行中的维护和管理，减少保护装置故障和错误出现的几率，从而提高微机保护装置的可靠性，从而更好地满足现代电力系统的运行需要。

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