发电厂继电保护装置的相关干扰因素以及防治方法分析

秦清林

（大唐桂冠合山发电有限公司 广西合山市 546501）

发电厂继电保护装置的相关干扰因素以及防治方法分析

秦清林

（大唐桂冠合山发电有限公司 广西合山市 546501）

近年来，我国现代化建设发展迅速，科学技术也突飞猛进，继电保护设备逐渐被人们所关注。由于发电厂是我国电能生产的主要基地，所以对继电保护设备的重视，对发电厂的正常运行具有非常重要的作用。本文主要对发电厂继电保护装置的相关干扰因素进行分析，并针对性的对继电保护装置提出相应的解决措施。

继电保护装置；干扰因素；防治方法

前言

电力是目前生活不可缺少的一种能源。无论是人们的日常生活，还是社会发展都离不开电力。电能主要是从各发电厂通过不同的方式产生，然后经过变电传输，再经过分配进入每家每户、每一个企业供人们使用，形成一个完整的电力系统。而继电保护装置主要功能是保护电力系统正常安全运行。因此，加大对继电保护装置相关干扰因素的研究重视度，从而制定有效的防治方法，减少干扰因素对继电保护装置的影响十分重要。

1 发电厂继电保护装置的干扰因素

图1 继电保护装置的干扰因素结构图

1．1发电厂继电保护装置雷击因素情况

电厂的电力设备在运行过程中对于外界产生的雷电很敏感，其会直接影响到电力设备的安全运行，其影响是不可忽视的。在实际工作中，电力设备如果被雷击，那么就会导致其受到非常严重的损坏，还会直接影响到发电厂电力设备正常的运行。在实际工作过程中，直击雷、感应雷、球形雷等均属于自然雷击的形式，一般来说，该类型的雷击会产生非常大的破坏力，严重影响到电力系统的正常运行[1]。因为发电厂属于高阻抗地网，所以，高频电流就会在电厂接地元件受到雷击后或者是避雷设备受到雷击后大量出现。在实际工作中，如果遇到高频电流对其产生作用，那么就会直接升高发电厂变电站地网系统暂态电位，在上述的基础上如果还存在高阻抗环境所产生的干扰，那么就会直接提高继电保护装置发生错误动作概率。

1.2 发电厂继电保护装置高频因素情况

一般来说，因为发电厂设备内隔离开关动作非常的慢，其动作时间也非常的长，很容易在隔离开关动触头跟静触头之间产生“电弧闪络”的情况，严重的还会导致电压、高频电流等在电力设备之间形成，电压、高频电流等会直接对电厂电力设备的安全运行造成影响。如果母线周围存在着高频状态，那么就会产生电场、磁场，电场、磁场形成，具有一定的强度时，进而导致二次回路受到影响，还会导致二次设备正常运行受到直接的影响，导致运行故障的出现。并且，在实际工作中如果遇到以下情况，那么就会导致继电保护装置的动作处于异常状态：继电保护装置逻辑元件的极限范围明显跟电场、磁场的强度不符，后者明显超过[2]。

1.3 发电厂继电保护装置辐射因素情况

随着我国经济发展的不断推进，满足电能生产及调控迫在眉睫，想要电能生产以及调控得到根本上的满足，很多电厂均按照实际情况的需要完成了移动通信设备的有效配置。在实际中，使用通信设备会直接影响到电力设备的正常运行。①在使用通信设备的基础上，一定强度的电场以及磁场会在一定使用范围内形成，电厂电力设备的安全运行则受到这部分强度的电场以及磁场的直接影响。②在使用通信设备的基础上，一定的辐射会在一定范围之内形成，继电保护装置的应用性能则受到辐射的直接影响。举例：在周围弱电子设备的回路中，藕合到动态变化的磁场，那就会感应到高频电压信号源，但是高频电压信号源是错误的，就会导致参数存在偏差，进而造成继电保护装置保护动作存在差异，最后直接影响到电力系统的安全稳定运行。

1.4 发电厂继电保护装置静电因素情况

分析继电保护装置实际情况得到，在继电保护装置运行过程中，电厂工作人员的衣物是最为主要的一个静电因素。在高压电环境下，电厂工作人员存在非常长的作业时间，所以在电厂工作人员的衣物上就会携带一定高压电荷。上述存在的高压电荷虽然不会直接对继电保护装置正常工作造成非常大的影响，但是在这部分携带高压电荷的电厂工作人员接触发电厂继电保护装置之后，就会出现放电的现象，直接影响到部分继电保护装置元件，还会影响到继电保护装置保护系统的安全运行。对电厂来说，继电保护装置静电因素情况是不可避免的，我们需要在实际工作中进一步重视以及关注静电因素对继电保护装置所造成的影响，在分析影响的基础上进一步总结一系列有效的干预措施，促使对电厂继电保护装置保护作用产生直接影响的静电因素得到有效地降低甚至避免。

1.5 发电厂继电保护装置人为因素

除了以上因素之外，人为原因也是发电厂继电保护装置的干扰因素。由于安装、检修等都需要人为操作，这些操作中存在的小纰漏将会带来继电保护装置工作的缺失，导致继电保护装置的不稳定。具体表现在继电保护装置的安装和检修维护两个方面。安装继电保护装置的工作人员，如果出现了技术水平不合格或者责任意识淡薄的情况，将会使继电保护装置安装不恰当，影响其正常的工作与作用发挥，造成继电保护装置的不稳定。而在继电保护装置的检修和维护中，如果工作人员出现没有严格按照规程去检验装置是否合格，二次回路是否存在问题等情况，将会直接造成继电保护装置的不稳定。

2 继电保护装置的防治方法

2.1 提供等电位平台

继电保护装置都集中在继电保护室内，这就利于继电保护装置进行等电位面，并逐渐构成等电位平台，随后通过使用等电位面和地网中的相关点进行连接，当周围区域的地网电位产生浮动的过程中，等电位面也会慢慢出现相应的变化，这样就可以避免地网、地表等电位持续进入构筑的继电保护装置之中，并为其带来不必要的干扰。一般情况下，我们通常使用以下几种方法来构建等电位连接平台：①首尾相连焊接，逐渐形成保护屏铜排；②对保护屏接地铜排以及框架等连接，最后将电缆层做成由铜排相连的框架。

2.2 采用电源滤波技术

继电保护装置中使得电源受到相应干扰的情况主要有以下几点内容：①过压或者停电、欠压等；②浪涌与跌落等；③瞬变脉冲与峰尖脉冲等。针对过压（或欠压）等方面的解决办法，现阶段主要使用稳压器来解决过压（或欠压）等；而针对浪涌、跌落等，因幅值较大就会使得系统出现较大程度的损坏，一般在使用响应较快速的交流电源稳压器来改善该情况；针对瞬变脉冲等情况，可使用低通滤波器对其进行滤除；由于尖峰脉冲的时间比较短，不会为系统带来一定的损坏，但是却会是系统在运行的过程中出现不稳定的情况，严重影响了系统的稳定运行，最终导致逻辑功能紊乱，针对该种情况可使用交流电源调节器、参数稳定器、隔离变压器等予以解决。

2.3 采用屏蔽技术

屏蔽的作用就是抑制（降低或完全隔断）两个区域之间的电磁耦合，它可以限制某一区域内部的电磁场越过该区域影响外界，也可以防止外界电磁场进入某一区域。继电保护室可以采用电磁屏蔽（辐射电磁场屏蔽），也就是在建造继电保护室时在建筑墙内敷设金属屏蔽体。其主要的作用对辐射电磁场的电磁耦合具有一定的抑制作用，其中它多是因金属屏蔽体对入射电磁波通过反射损耗、吸收损耗等逐渐演变而成的。当电磁波逐渐渗透到金属表面时，部分电磁波用于透入，而另一部分则用于反射；透入的电磁波会在导体中产生感应与涡流，从而使得功率逐渐损耗。因此，在导体内的传播中电磁波将会逐渐衰减，最终使继电保护室内的设备受外界辐射的影响程度几乎没有。

2.4 采用隔离技术

在继电保护装置中，隔离的主要作用是将外接线路的地电位链接进行隔离，例如信号线或者电源线等。目前，在保护装置中采用的隔离器件主要有两种：①隔离变压器；②光电耦合器。

2.4.1 光电耦合器

在继电保护装置中光电耦合器主要是通过利用光电器件通过将发端电信号逐渐向光信号转变，随后通过受端光信号向电信号等方面进行转变的一种装置。同时，还可以将发光二极管与光敏二极管等两者装在一起，最终构成一个完整的光电耦合器。一般情况下，单个光隔离器可以有效的隔离10kV电压，多用于传输开关量的信号，也可以用于传输模拟量脉冲。

2.4.2 隔离变压器

对继电保护装置中的电压与电流等交流回路中，增加隔离的变压器能有效的降低高频和低频带来的干扰，一般情况下隔离变压器的变比都是1：1，但原、副绕组间有较高绝缘强度的专用变压器。常用于交流电路中隔开接地回路，降低共模电压。对于50Hz及较低频率，用隔离变压器几乎可以完全抑制共模干扰。在高频下，因为在原、副绕之间会出现耦合电容，所以会降低共模抑制比。对此，可以在原、副绕之间增加屏蔽装置。隔离变压器不仅只有降低干扰的能力，它还具备最重要的功能则是防止反击的发生。

2.5 采用接地技术

接地技术实际就是将电子设备或者电气的某些点通过导线连接到地下的接地极装置，主要是确保该点接近零电位或者在零电位，这样才能保证人身和设备安全，同时确保设备能正常运转。接地技术主要分为安全和工作地接两种。

2.5.1 安全接地

安全接地就是把继电保护装备的外壳机架接入地下，以防止人身触电和静电放电。继电保护设备的安全接地通常与一次设备的接地共用一个接地网，接地使用的导线应该较短，这样可以控制瞬时出现的过电压。

2.5.2 工作接地

其目的是为继电保护设备的各类电路提供一个电位基准。接地线也可能作为各级电路之间信号传输的返回通路以及各级电路供电线路的回路。

（1）控制电缆屏蔽层两端同时接地

接入继电保护装置的各种回路均采用带屏蔽的控制电缆，且屏蔽层在开关场与控制室两端同时接地，是一种有效的二次回路抗电磁干扰的措施。控制电缆屏蔽层两端接地的好处有：①可保证设备和人身的安全，避免一次电压的串入，同时减少干扰在二次电缆上的电压降；②当控制电缆为母线暂态电流产生的磁通所包围时，在电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流，由屏蔽电流产生的磁通，将抵消母线暂态磁通对电缆芯线的影响，因此控制电缆要进行屏蔽并且两端接地；③可以降低由于地电位升高产生的暂态感应电压，当雷电经过避雷器注入地网，使变电站地网中的冲击电流增大，将产生暂态的电位波动，同时地网的视在接地电阻也将暂时升高（根据大量的试验说明，与正常交流电阻相比，地电阻常常增大10倍以上）。

（2）开关场进线在继电保护屏端子处经电容接地

在继电保护屏中，有效的对电缆电磁干扰进行控制，就相当于控制高频传导耦合。其中这种耦合主要是由母线传送到回路控制中，控制电缆对这种干扰无法做到屏蔽，而传导耦合的这种情况会伴随着干扰频率的增加而逐渐上升。如当断路器拉合空载母线在操作暂停中，虽然总体水平较隔离开关操作的情况为低，但是却含有比较高频分量，随后通过传导耦合对控制回路带来一定的影响。虽然电流互感器一、二次线圈间往往都设置了屏蔽以降低线圈间的电容耦合，但在这些设备内部仍然存在着其它的杂散耦合途径。由于以上原因，除了采用频传电缆外，还应在开关场进线的继电保护屏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，来防止高频分量进入继电保护装置内部。

2.6 制定继电保护室准入制度

由于继电保护装置都集中安装在继电保护室内，为了便于防止继电保护装置受移动通信设备的辐射干扰，应制定继电保护室准入制度：严格规定除运行巡检人员和继电保护专业人员外，严禁其他无关人员进入继电保护室；进入继电保护室的人员必须进行登记；进入人员不能携带任何无线通讯设备；在继电保护室工作的人员严禁使用无线通讯设备。从制度上消除继电保护装置受移动通讯设备的辐射干扰。

2.7 加强工作人员的专业技能培训

人为原因导致的继电保护不稳定是最难克服，同时也是最容易克服的。增强对工作人员的培训力度，提高工作人员的技术水平，通过宣传职工职业道德和行为标准来提高工作人员的职业素养，培养出职业责任感，在工作人员进行安装和检修时，才能更好的减少因为技术水平、职业水准不够、责任心不强和粗心马虎带来的工作失误，工作人员应严格的按照规程及工作标准进行安装，检查，检验，排除隐患。如此，才能提高继电保护设备的稳定性。

3 结束语

综上所述，随着信息化时代的到来，电力已经成为当代人们生活的必需品，成为了工业发展的前提，进而使得人们对电厂的安全、稳定运行提出了更高的要求，可见，继电保护装置对电力系统的稳定运行具有非常重要的作用。但是，调查发现，在实际应用中电力系统继电保护装置尚且受到诸多因素干扰，因此加强对电力系统继电保护装置的重视和及时制定抗干扰措施，为发电厂的安全稳定运行具有十分重要的作用。

[1]夏伟元.火力发电厂继电保护设备的检修方案研究[J].中国高新技术企业，2016，05（23）：123～124.

[2]马晋辉.火力发电厂继电保护管理信息系统的研究与开发[J].电力系统保护与控制，2016，08（17）：63～66.

[3]于群.电力系统微机继电保护，2008.

[4]徐伟.微机继电保护抗干扰的研究[J].工程技术，2016，05.

TM774

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1004-7344（2016）36-0048-02

2016-12-7