繼電保護(hù)二次回路干擾源

在發(fā)電廠電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)二次回路是較為重要的保護(hù)控制回路之一，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障和問題時(shí)進(jìn)行緊急制動(dòng)可以很好地保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行與穩(wěn)定。但近年來我國(guó)電網(wǎng)進(jìn)行了多次改造和升級(jí)，電力負(fù)荷不斷攀升，使得整個(gè)二次回路處在一次回路較大的電磁場(chǎng)之中，導(dǎo)致二次回路在正常工作時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作或不動(dòng)作，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害。

對(duì)國(guó)內(nèi)各發(fā)電廠進(jìn)行研究與分析發(fā)現(xiàn)，目前在繼電保護(hù)二次回路中產(chǎn)生干擾的干擾源主要包括電力系統(tǒng)本身運(yùn)行產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)、雷擊、周邊環(huán)境人類活動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾等。除此之外，人員操作失誤帶來的電力系統(tǒng)瞬時(shí)電流、電壓波動(dòng)，也可能使二次回路由于受到不同磁場(chǎng)的干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。

繼電保護(hù)二次回路抗干擾措施

在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各干擾源對(duì)二次回路產(chǎn)生影響和干擾的方式主要有靜電藕合、電磁感應(yīng)、電位差等，其實(shí)質(zhì)是以電場(chǎng)、磁場(chǎng)的形式將干擾能量擴(kuò)散到正常運(yùn)行的二次回路上。因此，實(shí)際的抗干擾措施，主要應(yīng)從電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽等方面人手，主要包括：

01、繼電保護(hù)二次回路對(duì)周邊電場(chǎng)磁場(chǎng)的屏蔽

需要屏蔽的干擾源主要是系統(tǒng)一次回路電流、電壓的波動(dòng)，其會(huì)造成周邊磁場(chǎng)、電場(chǎng)大范圍變化，從而干擾繼電保護(hù)二次回路的正常動(dòng)作。除此之外，還應(yīng)有效地避免來自于周邊環(huán)境中強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)室內(nèi)二次回路的干擾。特別是繼電保護(hù)室被一次線路跨越的情況下，更需要對(duì)其進(jìn)行特別的屏蔽防護(hù)。最好的屏蔽方式是金屬屏蔽，即在繼電保護(hù)室建設(shè)修筑時(shí)用鋼板或鋼絲網(wǎng)嵌人繼電保護(hù)室墻體中，并與地面可靠連接，在裝上避雷設(shè)施后便可以對(duì)一次回路產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)與強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽，同時(shí)可有效避免雷擊對(duì)二次回路的損壞。

02、線圈并聯(lián)消弧回路

在繼電保護(hù)器動(dòng)作的過程中，瞬時(shí)的電流通過會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的較大的電磁感應(yīng)場(chǎng)，其場(chǎng)蘊(yùn)含著極大的能量，極容易在突然的動(dòng)作過程中產(chǎn)生對(duì)繼電保護(hù)二次回路的過流損傷，這在高壓配電線路中表現(xiàn)得最為明顯。對(duì)這種自身產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾的控制，可以采取中間繼電保護(hù)線圈并聯(lián)消弧回路的方法。如電容器與線圈并聯(lián)，突然動(dòng)作時(shí)，其自身產(chǎn)生的較強(qiáng)的感應(yīng)電會(huì)在回路電容的作用下進(jìn)行充電，從而極大地減小瞬時(shí)感應(yīng)電流對(duì)控制線圈的沖擊和影響。又如，利用反向二極管與線圈并聯(lián)。沿著線路出現(xiàn)的感應(yīng)電流在回路中反向二極管的作用下會(huì)受到抑制，從而使控制線路中不會(huì)出現(xiàn)過高的動(dòng)作感應(yīng)電流，保護(hù)了繼電保護(hù)器的線圈。但突然動(dòng)作帶來的瞬時(shí)感應(yīng)電壓或電流往往較大，如果只是單純地接人電容器或反向二極管到系統(tǒng)中，瞬時(shí)高壓和強(qiáng)電流容易擊穿電容形成短接，可以在電容器或反向二極管上串聯(lián)上一個(gè)定值電阻(為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器或反向二極管的保護(hù)，電阻的阻值應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)電力等級(jí)確定)來進(jìn)行控制。

03、等電位的構(gòu)建

外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾的消除是保護(hù)二次回路不受干擾的關(guān)鍵。對(duì)于二次回路周邊的電力系統(tǒng)，其電纜電位差的存在勢(shì)必使得該空間區(qū)域內(nèi)存在較大的電場(chǎng)，該電場(chǎng)的消除可以簡(jiǎn)單地利用等電位電纜的方法實(shí)現(xiàn)。具體的做法是在發(fā)電廠的接電箱和繼電保護(hù)室周邊區(qū)域的電纜設(shè)置中選擇等電位布置方式，如某發(fā)電廠選擇數(shù)條100mm2銅排按照機(jī)柜屏蔽布置的方向進(jìn)行設(shè)置，首尾端用電纜連接，從而形成保護(hù)室內(nèi)電力系統(tǒng)的等電位接地網(wǎng)。這種方式可以有效地降低發(fā)生故障時(shí)各點(diǎn)之間的地電位差，并能夠很好地防止電流燒毀電纜屏蔽層。

04、二次回路與周邊干擾的距離控制

對(duì)于比較重要和關(guān)鍵的二次回路，較為簡(jiǎn)便的抗干擾措施是用物理隔離的方式對(duì)其與主要干擾源的距離進(jìn)行控制，以消除周邊電力系統(tǒng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)二次回路動(dòng)作的影響。如某發(fā)電廠將二次回路機(jī)柜與一次回路和其他重大機(jī)組的距離拉開，并且將控制電纜與母線的距離拉開，垂直布置，在實(shí)際的使用中取得了不錯(cuò)的效果，大大降低了一次回路的電磁干擾。

05、屏蔽電纜的使用

在二次回路抗干擾方面，屏蔽電纜的使用可以取得很好的效果。但要注意的是，如果動(dòng)力線等強(qiáng)電線路與繼電保護(hù)二次回路共用電纜，極有可能導(dǎo)致二次回路受到一次回路的電流作用而燒毀。另外，相電壓、電流線和其中性線應(yīng)該分別置于同一電纜內(nèi)，從而減小信號(hào)回路包圍空間變化磁通的面積，降低磁感應(yīng)干擾，在電纜安裝敷設(shè)過程中應(yīng)避免互借電纜備用芯的情況，否則對(duì)于電纜的屏蔽效果極為不利。