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如何解决继（jì）电保（bǎo）护装置抗干（gàn）扰问题

返回打（dǎ）印（yìn）来源（yuán）：仪天成电力时（shí）间：2017/12/08 阅读：次

       在继电保护装置中广泛应用微电子器件，但其承受干扰的水（shuǐ）平极低（dī）、且大多为电磁敏感设备，因而很容易受到干扰的影响和危害（hài），可能（néng）会导致保护装置误动或拒动等各种异常现象的出现，从而严重影响了电网的安全（quán）、稳定运行。高压变（biàn）电所一次回路强电磁干扰和（hé）二次回路本身的电磁干扰，通过感应、耦合和辐射等途（tú）径，引入到（dào）半导体型电子元器件上。当干扰水平超过了装置逻辑元件和逻辑回路允许（xǔ）的干扰水平（píng）时，将引起装置逻辑回路（lù）的不正常（cháng）工（gōng）作，甚至直接造成这些元器件的损坏。
1 电磁干扰的来源和途径
       电力系统的电磁（cí）干（gàn）扰源有外部干扰（rǎo）和内部干扰两个方面：外部干扰是指那些与系统结构无关，而是由使用条件和外部环境因（yīn）素（sù）所决定的干扰，主要有其它物体和设备（bèi）辐射的电磁波产（chǎn）生的强电场或强磁场，如雷击（jī）、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（rǎo）等等。内部干扰是指由系统结构（gòu）、元件布（bù）局和生（shēng）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（gǎn）应，长线（对高频信号（hào）而言）传输（shū）造成（chéng）电磁波的反射，多点接地造（zào）成的电位差干扰，寄生振荡和尖（jiān）峰信号引起的干扰等等。但是，不（bú）论是（shì）外部干扰还是内部干扰，都具有相同的物理特性，故而其消除和抑制的措施基本（běn）是相同的。
       在高压变电所内，有多种渠道将电磁干（gàn）扰（rǎo）源和受干扰的二（èr）次回路和二（èr）次设备联接起来，这些耦合渠道包（bāo）括：辐射、感应和耦合。而被干扰设备接（jiē）收的电磁干扰水平，往（wǎng）往源于几种耦合方式产生（shēng）的综（zōng）合（hé）效（xiào）应。
       辐射：高频感（gǎn）应加热设备、高频（pín）焊接等工业设备以及电视（shì）发射（shè）台、雷达等大功率（lǜ）电子设备（bèi）都可以通过电磁波辐射，干扰附近（jìn）的精密（mì）仪器及仪表；架空输电（diàn）线辐射出电磁场也会通过供（gòng）电线路侵入电子（zǐ）设备，造成（chéng）干扰信（xìn）号。
       感应：同一电缆内的感（gǎn）应，当同一电缆中某一芯线通过很（hěn）强的干扰电流时，将在其他（tā）芯线感（gǎn）应出（chū）很高的干扰电压，并在终端联接设备上以（yǐ）共模干扰与差模干扰的形式出现。此外，不同能量等级的强电与弱电回路（lù）共用同一电缆（lǎn）时（shí），当强电回路的电能突变（biàn），也会对弱电回（huí）路感应出不能接受的干扰，因而，应当尽量避免这种做法。
       耦合：在开关场，电磁干扰主要经电感耦（ǒu）合、电容耦合及传导耦合等途径（jìng）引入二次设（shè）备（bèi）。
      电感耦合：电感耦合有两个渠道。
    （1）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，在高压母（mǔ）线周围产生了磁场,其（qí）中的一部分磁通 H2将二次电缆包围，因此在二次回路中感应出对地的共模干扰电压传到继电保护装置等二次设备的端子上。如（rú）果二（èr）次回路来（lái）回的两根（gēn）芯线在同一根电缆中时，由于（yú）相互间（jiān）间隙极小（xiǎo），中间通过的磁通很小，因而感应产生（shēng）的差模干扰电压不大。但如果二次回路的走线（xiàn）不合理，例如（rú）同一个回路中的一根导线（xiàn）利用了一根电缆中的一芯，而其回程导线却利用了另一根电缆的一（yī）芯时（例如为了节省缆芯或别（bié）的什么原因），由于这（zhè）两根芯线间的（de）距（jù）离很大，在它们之（zhī）间将包围很大的磁通（tōng），从而会（huì）在同一回路的两（liǎng）根导线间产生很大的差模干扰电压，这种设计或施工中的失误，必须避免（miǎn）。
     （2）通（tōng）过高（gāo）压母线的高频电流，容易通过接在母线上的集中电容注入地网（wǎng），电容式电压互感器（CTV）、高频通道的高压（yā）耦合电容器就是（shì）这样的高频电流入地（dì）通道（dào）。2 电磁干扰对继电保护（hù）装置的影响
       近年来，微机型继电保护装置在（zài）电力系统中得到了广泛的运（yùn）用。和常规保（bǎo）护相比，微（wēi）机保护具（jù）有先进（jìn）的原理及结构，安装调试简单，运行维护方便（biàn），保护动作迅速、灵敏可靠，能自动记录故障信息（xī）等显著的优点。但是在现场运行过程中，如果运行环境差，抗干扰措施落（luò）实不当，则很容易受到外界（jiè）环境的干扰，造成保护不正常，甚至发生保护误动作，严重威胁到电网的安全运行。
       微机（jī）保护装置是（shì）以微机为核心的（de）自动控制系统。其硬件组成主要包括数据采集单元、数据处理单（dān）元、开关（guān）量输入（rù）输出系统、通（tōng）信接口及电源。在干扰信号产生（shēng）后（hòu），干（gàn）扰对模拟电路和对数字（zì）部件所造成的后果是不同的。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转．在没有完善闭（bì）锁措施时，将会导（dǎo）致误操作；数字电路受干扰（rǎo）作用往往造成数（shù）据或地址传送错误，从而导致微机运行故障或功能障碍。也能引起保护的不正确动作。干扰对微机保护装（zhuāng）置的影（yǐng）响主要表现（xiàn）在以下几个方面。
       2.1 计算或逻辑错误
       微机保护装置的输入输出数（shù）据、微处理器（qì）计算的中（zhōng）间结果、控制标志字都存放在随机存贮器（qì）RAM中。在强电（diàn）磁干扰信号作用下，有可能使存放（fàng）在RAM中的数据发生变化。这样（yàng），在进行读或写数据时，数（shù）据总线和地址（zhǐ）总线可能（néng）在干扰的作（zuò）用下，发生读写错误（wù）数据，或将数据传送到错误（wù）的地址上，造成计算错误或逻（luó）辑紊乱，引起装置误动或拒动。
       2.2 程序运行出轨
所谓程序只是微处理器可识别（bié）的机器码（mǎ），在（zài）干扰信号的作用下，将可能出现微处（chù）理器无法识别的机器码，致使微处理器无法工作。此（cǐ）外，如果干扰信号改变了控制程序流向的标志字时，也将（jiāng）改变运行程（chéng）序的执（zhí）行顺序，使微机（jī）的运行程序出轨，出现死机等问题。
       2.3 元件损（sǔn）坏
       在微机保护装置中的一些半导体芯片，在强电磁干扰（rǎo）作用下，可能受到损（sǔn）坏，使装置无法工作（zuò）。
3 电磁干扰的抑制措施
       3.1 构造继电保护装置等电位面
       基于微机的继（jì）电保护（hù）装置的重要特（tè）点：一是具有自检能力；二（èr）是具有通信（xìn）功能。如果（guǒ）微机继电保护装置（zhì）集中在主控制室，为了实现可靠通信，必须（xū）将联网的中央计算（suàn）机和各套（tào）微机保护，以及其他基于微机的控制装置，都置于同一等电位平台上。这个等电位面应该与控制室地（dì）网，只有一点的联系，这样的等电位面的电位可以随地网的电位（wèi）变化而浮动，同时也避免控制室地网的（de）地电位差窜入等电位面，从而（ér）保（bǎo）持联网微机设备（bèi）的（de）地（dì）网之间无电位差，保证联网通信的可（kě）靠运行。
       各微（wēi）机设备都应有专用的、具有一定截面的接地线直接接到地等电位面（miàn）上，设备上的各组件内外部的接地及零电位，都应由专用联线联到专用接地线（xiàn）上，专用接（jiē）地线接到保护盘的专用（yòng）接地端子，接地端子以适当（dāng）截面的铜线接到专用接（jiē）地网上，这样就形成了一个等电位面的地网。
       构造等电位面有两种可能做法，一是将微机保护（hù）盘底部（bù）已有的接地铜排通过焊接联通，同时在尽头用专用100 mm2铜线联通，形成一个铜网格，这个网（wǎng）格与由电缆沟引来的（de）粗铜导线联通。借该粗铜导线对（duì）控制室（shì）的接地点，形成要求的对（duì）地网的唯一一点接地。
       另外一种做法，是在保护盘底部（bù）的下面构造（zào）一个专用（yòng）的铜网格，各保护盘的专用接（jiē）线端子，经一定截面（miàn）铜线联到（dào）此一铜网格来实现。
       3.2 高频同轴电缆屏蔽层两端分别接（jiē）地
       高频同轴电缆屏蔽层在开关场和控制（zhì）室两端（duān）分别接地，可（kě）以显著地降低收发信机入口的干（gàn）扰电压，保护收发信机的安全运行。若高（gāo）频同轴电（diàn）缆只在一端（duān）接地，在隔（gé）离开关（guān）操（cāo）作空母线（xiàn）等（děng）情况下，必然在另一端产生暂态高（gāo）电（diàn）压，从而可能会在收（shōu）发（fā）信机端子上产生高电压，中断收发信机的正常（cháng）工作。
       3.3 控制电缆屏蔽层在两端同时接地
       当控制电缆为母线暂态电（diàn）流产生的磁通所包（bāo）围时，在（zài）电（diàn）缆的屏蔽层中（zhōng）将感应出屏蔽电流，由屏蔽电流产生的磁通，将抵消母线暂态电流产生的磁通对（duì）电缆芯线的影响。假定屏（píng）蔽作用理（lǐ）想，两者共同作用的结果，将使被屏蔽层完全包围的电缆芯线中的磁通（tōng）为零（líng），屏蔽层形成了一个（gè）理想的法拉第（dì）笼。这也和带（dài）有二次短路线（xiàn）圈的理想变压器一样，铁芯中的磁通将为零。
       当雷电经避雷器注入地网，使变（biàn）电所地网中的冲击电流增大时，将产生暂态（tài）的电位波动，同（tóng）时地网的视在接地电阻也将暂时升高，与正常交流电阻相比，地电阻常常增大10倍以上。
       当低压（yā）控制电缆在（zài）上述地电位升高的附近敷设时，电缆电位将随地电位的波动而受干扰。因此（cǐ），接（jiē）地浪涌（yǒng）电流引起的地电位升高，将可（kě）能对（duì）低压控制回路（lù）的绝缘配合带来严重影响。
       继电保护装置抗干扰措施是一项十（shí）分重要的（de）工作，深入开展保护装置抗（kàng）干扰措施的研究，对电网安全稳定运（yùn）行有着重要的现实（shí）意义。针（zhēn）对保护装置实际运行（háng）存在的电磁干扰问题，提出了相应的抑制措施，实践证明能有（yǒu）效提高变电所继电保护装置等二次设备的可（kě）靠性。

       主题词：继电保护装置抗（kàng）干扰

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