高欣然
内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局,内蒙古 包头 014000
摘要:近些年以来伴随着国内经济的快速发展,我国电力行业也得到了充分的进步并为人们的生产生活提供了充足的电能。为了能够保证电力系统的稳定性与安全性,电力企业必须要对电力继电保护工作加以重视。电力继电保护装置在运作的过程中很容易受到各类因素的干扰,为此,相关人员必须要寻找有效的抗干扰措施以保证其运行的稳定性。
关键词:电力;继电保护;抗干扰措施;方法
1 常见继电保护装置干扰因素
1.1 电感耦合干扰
隔离开关的操作很多时候会遇到电感耦合干扰,产生雷电电流与高频电流,此类电流会在高压母线内流通,导致高压母线四周会产生强度非常大的电磁磁场。所产生的磁场中会有一部分将电缆再次包围,并对二次回路电压产生干扰,该类干扰电压将会通过接地线路传导到保护装置的二次设备端。母线上流通的高频电流可以通过接地电容进入到地网中,这样就必定会造成地网不同点电位差与地网电位出现较大差异。此类问题产生的基本原因就是二次电缆屏蔽层无法对高频电流进行有效屏蔽,对电流二次回路造成的干扰非常大。
1.2 雷电干扰
对电力继电保护系统造成干扰的来源主要是雷电造成的干扰故障,并且雷电干扰故障状况的出现主要是发生在夏季的雷电高发期和雨季。当户外的电线结构构架受到雷电的打击之后,会有大量的电流不断的流入地网中,又在地网电阻的作用下造成了暂态电流的出现。这种电流所造成的影响主要是在二次电缆层的不同接地点有一次产生暂态电流,此时就会直接性的绕过屏蔽层,进而产生一些干扰电流。除此之外,所产生的电流还会再次的流向二次回路,进行再一次的干扰。
1.3 接地故障干扰
在变电站内经常性的会出现电流多相或者单相接地等问题,这些产生故障的电流有特有的性质与特点,经过变压器的中性点,故障电流通过这种途径进入了地网之中,最后通过架空的地线和大地进入到故障点。在这种情况下,变电站的地网中涌入了大量的故障电流,必然会产生极高的地电位差,通常把这种电位差称为“50Hz·T·频干扰”,一旦发生接地故障,会对继电保护装置产生影响,甚至会威胁到高频保护装置。
1.4 隔离开关干扰
在带电情况下操作隔离开关控母线,对二次设备也是一种较大的干扰。隔离开关在有电的情况下操作,会因为它的速度慢,和空气游离能力差,使电弧进行多次熄灭和重燃,对二次回路和二次设备形成很大的干扰,这会使继电保护装置受到严重的影响。当母线上的高频电流经过接地电容时,会在地网上传播,使得地网的地电位出现电位差。在二次电缆中感应到高频电流,干扰被屏蔽的二次系统设备。让干扰信号从二次电缆中进入保护装置中,使电力系统受到不同程度的干扰。
1.5 变电站接地故障
接地故障在变电站运行中比较常见,包括电流多相与单相接地。产生故障的电流进过变压器中性点,然后进入到地网,通过架空地线与大地进入到故障点。当变电站地网中进入大量故障电流后,将会产生极高的地电位差,一旦发生接地故障,必定会影响到继电保护装置的运行状态,进而会对高频保护装置产生威胁。
2 电力继电保护装置抗干扰措施
2.1 降低外部因素干扰强度
排除外部因素的干扰,是提高电力继电保护装置运行可靠性的重要措施,也是抗干扰研究的重要内容。
应采取有效措施来降低来自一次设备的干扰,例如设置密集网格,以及将辅助接地棒打入地下对地网结构做进一步改善,增强设备接地连线和设备接地可靠性,以此来降低地网与设备的接地阻抗,能够有效解决电位升高以及地网不同点电位差产生的干扰问题。同样针对二次保护装置进行设计,争取从根源上来消除干扰源。另外,还应改善直流控制回路,一般可以加装续流回路,促使电感线圈在增流时电磁场的能量释放以及快速衰减,消除直流控制回路内电感线圈突然断开产生的干扰。实际操作中可以选择数值合适的串联电阻电容回路并联到电感线圈上,或者是直接并联电阻串二极管,确保正常运行时续流回路中不会有电流通过,并在断开时流过电感线圈储能的释放电流,以此来消除电感线圈突然断开产生的谐振干扰。
2.2 做好现场保护设计和安装工作
做好现场保护设计和安装工作是继电保护工作的有效手段。加强变电站二次等电位接地网的建设,结合变电站装置的实际情况,设计科学合理的安装方案,保证二次等电网与变电站主电网的紧密连接,同时在等电压接地网的铜排上安装相关的保护设备和屏蔽设备。直到检测合格之后才能够投入使用。另外,还需要定期的对保护屏底部进行杂物清除,保证底部槽钢的正常连接。在对电缆进行施工的时候,还需要注意对高低压电缆进行合理的布置,不要将两者混乱摆放在同一个电缆沟内,从而杜绝高压电缆对低压电缆进行干扰状况的出现。
2.3 做好装置硬件抗干扰工作
继电保护及安全自动装置应选用抗干扰能力符合有关规程规定的产品,并采取必要的抗干扰措施,抗干扰能力不达标设备不能引入系统。例如:光耦开入的动作电压应控制在额定直流电源电压的55~70%范围以内;所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55~70%范围以内的中间继电器,并要求其动作功率不低于5W;保护装置本体的所有隔离变压器(电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等)的一二次线圈间必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏可靠接地等都是引进时必须具备的条件。利用先进的数据采集系统,从根本上隔离数字系统与模拟系统,不断提高继电保护装置的抗干扰能力。
2.4 强化二次系统风雷接地
对于电力系统的设计,在设计过程中需要对其相应的放射系统进行规划,电力系统中防雷工作的开展是其中必不可少的一个组成部分,也是做好保证电力系统稳定安全的重要手段。简而言之,就是要做好电力系统的防雷工作,其中最为重要的一点就是严谨的开展变电站二次系统的防雷工作。在防雷工作开展的全程中,要根据变电站所处的环境进行工作方案的策划和设计,保证防雷工作能够有效的运用到电力继电保护中,从而达到强化继电保护抗干扰能力的目的。
2.5 优化干扰屏蔽效果
为有效隔断电磁波向继电保护装置屏蔽范围内的传播,可以选择接地屏蔽的方式处理,以免外界电磁波干扰影响到屏蔽范围内的回路状态。但是受各项条件的限制,包括屏蔽层所用材料以及所选接地方式不合理,而无法达到预期的屏蔽效果。为对屏蔽区域的抗干扰效果进行优化,前提是要确认二次回路的电缆应选用完好无损的屏蔽层,且以质量优良的屏蔽电缆为佳。对电缆屏蔽层接地进行科学处理,是提高屏蔽效果的重要措施。尤其是220kV及以上的变电站中,可以直接设计为通过开关场引至微机保护屏的屏蔽电缆,并对屏蔽层电缆的两端同时接地,保证达到最强屏蔽效果。此种处理方法的原理是屏蔽层内的屏蔽电缆可以将屏蔽电流的磁通变化直接抵消掉,由此来做到对电缆芯线的屏蔽,降低外界电磁波产生的干扰。
3 结束语
要想保证电力系统的稳定和安全,就需要对电力继电保护系统进行深入的了解,提高其抗干扰的能力,保证电力继电保护系统的正常运行。在实际的生活中,能够对电力继电保护系统造成干扰的因素有很多,所以说,有关的设计人员应该结合实际的情况选择相应的措施进行解决,同时还应该在传统的继电保护系统上进行改革创新,加强对相关保护技术的研究,不断的提高电力继电保护系统的稳定性和抗干扰能力。
参考文献:
[1]陈忠敏.电力继电保护抗干扰措施研究[J].装备维修技术,2020(01):115+49.
[2]刘庚.浅谈电力继电保护抗干扰措施与方法[J].居舍,2018(34):186.
[3]黄威,彭璠.浅谈电力继电保护抗干扰措施与方法[J].低碳世界,2017(07):45-46.