发电厂继电保护设备二次回路干扰分析及处理措施

王治国

摘 要：该文介绍了一种轻便的输电线路异物清除装置，通过2.4G无线遥控器来控制该装置在输电导线上行走并能携带机械剪除异物装置，通过遥控控制机械剪除装置剪除异物，也可以携带电加热装置，通过遥控控制给电阻丝通电发热的方式熔断缠绕在导线的异物。

关键词：二次回路 抗干扰 具体措施

中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0117-02

1 前言

随着继电保护自动装置微机化、电子化的发展，提高发电厂电气设备的二次回路抗干扰能力是解决电力系统故障，减少危及安全运行异常现象的重要技术措施之一，必须引起发电厂技术管理人员的充分重视，积极制定相应的具体改造与完善措施。二次回路的干扰多种多样，传播途径也各有不同，根据总结分析，主要有以下3种情况。

（1）传导。通过导电介质把一个电网络上的信号耦合到另外一个电网络，就是人们所说的传导干扰，这在发电厂二次回路中十分常见。

（2）辐射。所谓辐射干扰，就是指干扰源通过空间把其信号耦合到另外一个电网络。

（3）感应与耦合。不同的导体或回路产生相对运动时，会产生干扰，这就是干扰的感应。而感应形成的干扰，按机理的不同，可以分为两种：电场耦合干扰和磁场耦合干扰。

2 发电厂干扰源

发电厂电气设备导线按照一次电缆，二次电缆分层布置，通常都会一排排的捆扎。这样做确实有不可替代的好处，可以使电缆整齐美观、便于固定以及维修检查，但是也有无法避免的问题。电缆进行这种线圈式捆绑，会使得设备电缆的导线之间存在不同程度的耦合感应作用，产生干扰。一次导线因为电压等级高，电流大，会产生更大的干扰。这种干扰严重的时候会导致设备性能降级甚至是设备功能故障，无法正常工作。电缆中导线之间耦合而产生干扰，是电气工程中最常见的干扰模式之一。

当发电厂的接地部件或避雷器遭受雷击时，雷电波在释放过程中折射、反射，在电气设备中传导，发生二次放电，很容易导致继电保护装置误动作甚至烧坏灵敏设备。发电厂高压断路器合分闸操作时，在断路器的两个触点间就会产生电弧闪络，形成高频阻尼振荡波，出现高频电流，特别是在空载线路合分闸过程中，因为电容效应，电弧很容易发生重燃。高频电流通过接地电容流入地网，将引起地电位的波动。高频电流通过一次母线时，将在母线周围感应很强的电场和磁场，从而对附近二次回路和保护设备产生高频干扰，发电厂内发生单相多相接地故障时，在发电厂地网中和大地中流过不同程度接地故障电流，使得地网电位升高，不同地点产生电位差，该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小，按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电压10 V。

发电厂电压较高的长电缆跳闸回路，电缆芯线间分布电容较大，随着线路容抗增大到一定值后，便有可能使得加于继电器线圈上的电压高于该继电器线圈的释放电压，从而引起线圈动作，保护误出口。当断开直流接触器或者继电器的线圈时，因为电感线圈的能量难以释放会产生宽频谱的干扰波，其干扰频率甚至可达到50 MHz。对同一电源系统相近的其他回路产生严重的电磁干扰。

如今手机和对讲机等移动通信经常会出现工具保护装置周围，高能辐射设备发出交变的电磁场信号，耦合到附近的保护设备的回路中，感应出高频电压，形成一个干扰源，导致继电保护装置不正确动作。

3 二次回路抗干扰具体措施

3.1 接地网抗干扰措施

发电厂多采用联合接地系统，设置环形水平接地带，形成均压带，构建等電位网。对于腐蚀较严重的地方采用铜质材料接地网。发电厂主厂房内电缆室内沿柜屏布置的方向敷设首末端连接的截面不小于100 mm2的铜排或铜绞线，形成保护室内的环形二次屏蔽接地网。保护室内的二次屏蔽接地网经4根截面不小于50 mm2 的铜排或铜绞线在控制室电缆夹层处一点与发电厂主接地网引下线可靠连接。室外升压站沿二次电缆沟道敷设截面不小于100 mm2的铜排或铜绞线，形成室外二次接地网。并与保护室电缆层接地网单点连接。通过以上方式的布置使发电厂内各处电压尽可能平衡，尽量使各接地点等电位，减少对保护动作行为的影响。

3.2 二次电缆抗干扰措施

发电厂内的二次电缆一般采用KVVP型电缆，即铜芯聚氯乙烯绝缘护套编织屏蔽控制电缆，带有细铜丝编织成网状的屏蔽线。控制电缆一端接地及两端接地各有优缺点，屏蔽层一端接地时，屏蔽层电压为零，对电容性耦合干扰有较大的抑制作用，可显著降低静电感应电压。两端接地时，由于电磁感应可抑制互感耦合的干扰。屏蔽层产生感应纵向电压，产生与主干扰场相反的二次场，抵消了主干扰场作用。可将感应电压降到不接地时感应电压的1%以下。发电厂内的保护控制电缆为集中并列敷设，导线之间的信号干扰为主要干扰源，采用带屏蔽层控制电缆，选用两端同时接地方式是国际通用的一种二次回路抗电磁干扰方式。

3.3 二次防雷措施

（1）在配电变压器的高低压侧均应在靠近变压器处装氧化锌避雷器进行保护，并且高低压侧避雷器与变压器二次侧中性线三点联合接地。

（2）在微机保护和综合自动化装置采取防止高、地电位反击的隔离措施如光电隔离、变压器隔离，并加装浪涌电压吸收装置。

（3）建筑物金属门窗，灯具等常可能因雷电二次效应危害保护装置，就近多点接地。

3.4 微机保护装置、自动装置采取的抗干扰措施

微机保护装置和自动装置的抗干扰措施主要有以下几点。

（1）微机保护装置的机柜机箱必须可靠接地，微机保护屏要与接地铜排相连接。

（2）在所有电压、电流、直流逆变电源等信号输入端加装无源滤波器，削弱窜入的干扰信号。信号隔离变压器一、二次绕组间必须有良好的屏蔽层，确保屏蔽层可靠接地。

（3）微机保护装置强弱电开关量的输入和输出接点（跳闸出口和监视信号等）都应采用光电隔离。另外，CPU插件、微机保护装置的电源等方面也要采用相应的措施。例如：CPU插件的总线不能外引，背板走线要采用抗干扰设计，微机保护装置的电源要加滤波措施，引入保护装置的逆变电流的直流电源必须经过抗干扰处理。

3.5 按规程及反措要求抗干扰措施

根据二十五项反措要求：规范控制电缆的铺设，发电厂设计时考虑好电缆沟的走向，一二次电缆分层布置，尽量避免与电力电缆距离过近。避开高压母线高频电流的入地点，加大干扰源与二次电缆的距离，减小耦合电容。强弱电信号，交直流回路不得共用一根电缆，交流电压交流电流不合用一根电缆，电缆备用芯不能作为接地线使用。CT二次回路必须有且只能有一点接地；PT二次回路只允许有一点接地，保护的开出直跳回路采用强电大功率中间继电器。

4 结语

近年来随着继电保护装置的微机化、电子化的发展，越来越多的继电保护故障，主要由二次回路存在干扰问题、设计缺陷、施工过程中的失误造成保护装置拒动或误动，该文对发电厂二次回路干扰问题进行了分析、总结，并提出有关的防范措施，供继电保护专业人员参考。

参考文献

[1] 郑迪宇，吴克鹏.发电厂微机保护及远动装置电磁干扰分析及对[J].福建电力科技，2007（5）：33-34.

[2] 全国无线电干扰标准化技术委员会编.电磁兼容标准实施指南[M].北京：中国标准出版社，1999.