电磁干扰在继电保护装置中的分析

王晓明

【摘要】随着我国电力事业的不断发展，电磁继电器在电力系统中的运用越来越广泛，尤其是在电力装置的保护方面有着重要的应用价值。但是电磁的干扰往往容易导致电力系统的不平衡，影响继电保护器的正常运作。本文主要针对在电磁以及谐波的影响下，电磁继电器正常运行的方法进行分析。并对抗电磁干扰做出全面的分析。

【关键词】电磁干扰；继电保护；装置

在机电逐渐一体化的今天，电磁继电器在电路中有着很大的应用价值。尤其是在控制电路中，自锁开关以及降压启动的换相都离不开电磁继电器的保护。但是由于电生磁的情况，很多时候继电保护器会受到磁力的干扰，严重时还会产生电磁波和谐波，极大程度的影响了电流的稳定与平衡，因此加强继电保护器的抗磁干扰是急需解决的问题。

一、电磁干扰在继电保护装置中的概述

1、电磁干扰在继电保护器中是必然会出现的，其出现的方式和途径也较多，通常情况下可以分为两个方面，一是内部干扰；二是外部干扰：外部干扰一般情况下与电力系统关系不大，而是由使用条件和外部环境因素所决定的干扰，通常较强场域以及谐波都是其外部影响因素，例如雷击、隔离开关操作、中压开关柜操作、直流电源的中断与恢复、步话机辐射及来自电源的工频干扰等等。其二就是内部干扰，内部的电磁干扰，通常情况下是系統自身带来的。主要表现在元件布局和生产工艺等所决定的干扰，主要有杂散电感和电容的结合，引起的不同信号感应，长线（对高频信号而言）传输造成电磁波的反射，多点接地造成的电位差干扰，从而引起的不同频率的不规则的电流变化。

2、继电保护器在电路中起着很重要的作用。尤其是智能化继电保护装置，该装置集保护和监督为一体，用数字化程序来操纵控制电路的运行，但是由于电磁干扰的出现尤其是电磁波对输入和输出信号的影响，对电路的自动化运行造成了极大的障碍。而继电保护器作为电力系统的保护装置，如果因为电磁干扰而无法发挥其作用，那么用电的安全度就无法得到保障，所以消除电磁干扰的负面危害已经刻不容缓。

二、电磁干扰在继电保护装置中的来源和危害

1、电磁干扰来源于电磁干扰源。电磁干扰源有多重表现方式，其一就是在高压变电站内形成的电磁干扰源，其有多种渠道将电磁干扰源和受干扰的二次回路和二次设备联接起来，从而对继电保护装置进行辐射危害，在辐射过程中，电磁波会干扰附近的精密仪器及仪表，架空输电线辐射出电磁场也会通过供电线路侵入电子设备，尤其是以数控组合的数字电路最容易受到影响，其继电保护装置往往会因为信号的混乱而造成继电器的无故跳闸，对人们的生活带来了极大的不便。电磁干扰源的第二种来源方式就是感应电流的影响。当同一电缆中某一芯线通过很强的干扰电流时，将在其他芯线感应出很高的干扰电压，并在终端联接设备上以共模干扰与差模干扰的形式出现。此外，由于电压等级的不同会形成不同等级的电位，在一些电缆线公共区域，容易造成电能的不等位，就会对弱电回路感应出不能接受的干扰，从而形成电磁干扰源。

2、电感回路中，电容耦合的二次传导也容易引起电磁干扰源。电感耦合有两个渠道，一是当隔离开关操作产生的高频电流或雷电电流通过高压母线时，其电感周围容易出现电流频率的不规则变化。但是由于干扰源已经开始形成，其继电保护装置无法准确识别电路的电流变化，从而形成电压的二次回路干扰，传到继电保护装置等二次设备的端子上。若二次回路的走线不合理，其磁通量必然会大幅度提高，从而会在同一回路的两根导线间产生很大的差模干扰电压，其电压的变化必然会引起电流的改变，这样在电生磁的作用下，其电磁力必然会大幅度增加，从而对电路形成干扰。第二种形成方式就是通过高压母线的高频电流，电容式电压互感器（CTV）的二次回流以及相互作用形成的电磁干扰。当高频电流I变化时接地引下线与二次电缆间的距离D愈大时，所包围的磁通越多，在闭合回路上感应的电压越高。一般情况下可控制因素是L、D及R。，在400 kV变电所中，当L = 3 m，D/R = 10时，由U=I.R可以得知其感应电压e为10 kV ，这个电压的数值远较上一项的感应电压为高。因此，对于CTV、高压耦合电容器来说，降低电容器的底座高度L，电容器接地引下线采用多股导线，增大电阻R，减小距离D是降低电磁干扰的关键。

三、电磁干扰在继电保护装置中的预防措施

1、对电磁干扰的防护方式较多，其中运用最广泛的就是构造一个等电位结构。在主电路中，大部分的电磁干扰都来源于电位的波动，在构造等位面之后，电位波动就会降到最低。这样能够有效的防治电磁波的干扰。同时可以将一些重要的设备元件装配到等位面上，例如：电磁继电器、空气开关等安全保护装置。在构造等电位面时，可以通过构造铜网格的方式来达到微机设备保护的目的。

2、可以装配抗电磁干扰的设备。通常情况下会采用装备抗电磁干扰电容来进行预防。由于电磁的干扰，很容易出现电磁波干扰信号的正常传递。为解决电子设备装置和其他电磁波的污染问题通常会从两方面着手。一是装配电磁波补偿装置，使频率发生平衡，从而促使整个电力系统平衡。这是一种比较经济的治理措施。二是对电力电子装置进行改进，从根本上解决电磁波的影响。在谐波源上采取治理措施，通常运用较多的方法是高频同轴电缆屏蔽。在继电保护装置附近安装抗磁干扰电容，用高频同轴电缆进行电磁信号的屏蔽，实现继电保护装置的正常运行。

3、开关场进线在继电保护盘端子处经电容接地，其能够有效控制电缆电磁干扰中，来自套管式或柱式TA以及TV的高频传导耦合。这种耦合直接由母线传到控制回路，控制电缆的屏蔽对这种干扰无能为力，且这种传导耦合的效率随干扰频率的增高而增大。为此还应该在开关场进线的继电保护端子上对地接入高频滤波回路，而最为简便的是在这些端子上接入对地电容。下图为正确的端子接入方法。

通过电容的接地，将导线中所形成的那一部分电磁波进行导出，避免其在耦合开关附近形成电磁干扰，影响电磁继电器的正常工作。

结语

电磁干扰对电力设备的运行影响巨大，尤其是对继电保护装置的影响尤为突出，电力工作人员应当加强电磁干扰装置的防控，分析出内部干扰和外部干扰的因素，利用等位面以及电容等方法和设备来进行电磁的消除和平衡，不断提高电力运行的效率和安全度。从根本上解决电磁干扰对继电保护装置的影响。

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