继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施分析

黄观荣

(广东湛江供电局，广东湛江524000)

1 干扰源分析

1.1 对回路控制产生的干扰

对回路控制产生的干扰主要包括一次回路、二次回路以及二次回路本身对于继电保护二次回路的干扰。因为在一次设备、导线和电缆之间电容不尽相同，设备与设备之间必然存在着因为串联电容和电容以及回路的分压结果，形成一次设备与二次设备之间的静电耦合。再由于导体之间存在磁场和互感，使得一次和二次回路之间必然存在着电磁耦合。

1.2 雷电干扰

当系统发生接地短路或者雷电天气干扰时，会有大量的电流流入，通过接地网进入到大地中去，各个接地点的电位不同，形成了电位差，对二次回路产生不可避免的干扰。

1.3 二次回路自身的干扰

针对二次回路自身的干扰，主要形成原因是接触器或者继电器的接点开断电感元件，使其自身产生暂态干扰电压。在220 V/380 V 的交流电环境下，二次回路中产生干扰电压也有可能是因为无线电干扰，所以在继电器室内使用大功率的对讲机等无线电设备是极其危险的。

1.4 工频干扰

经常会出现在110 kV 的继电保护二次回路中，受到外界打击的110 kV 线路会出现断线接地的现象，导致线路越级跳闸，对于电力系统的安全运输造成极为严重的影响。变压器在选跳时其时间配合不确切，接地变压器的中性点与母线连接并运行，使得母线中的中性点点位大幅度提升，变压器也由之升温，引发火灾的可能性系数偏大。

1.5 继电保护二次回路故障的其他原因

继电保护二次回路中经常出现的故障还有母联开关误跳闸和线路绝缘击穿。母联开关误跳闸对于电力线路安全的影响和电力设备的影响都是巨大的，对于电力企业经营效益的影响是非常大的。在220 kV 线路中，B 相电流中二次线箱段子引线绝缘性并未受到破坏的前提下，其线芯受到破坏，导致断裂和烧损的故障;或者是由于人为原因造成母线倒闸开关误跳闸现象。线路绝缘击穿主要是由于母差保护出现误动，使未出现故障的线路相连接的母线电源和线路都发生了跳闸现象。发生击穿现象的主要原因在于测量回路与母差电流回路之间的短路现象，还有就是工作人员对电力设备进行实验之后，未能及时对中性点引线进行相应恢复，导致电力系统发生故障，从而引起继电保护二次回路故障的发生。

2 继电保护二次回路抗干扰措施

2.1 对直流回路管理工作的规范

切实做好绝缘检查工作，降低线路月结跳闸故障发生的频率，电力系统的安全可以得到充分的保证，从而稳定电力系统的安全运行。电力工作人员应该根据具体的接线内容，制定出完善的整改计划，采取积极措施对直流回路工作内容和缺陷进行修正，保证母线中性点电位处于正常状态，避免越级跳闸故障发生。

2.2 对继电保护装置进一步改进

母联开关误跳闸故障的发生主要是由于未对母线进行严格的检查，也没有检查开关和刀闸的位置是否正确。电力工作人员应该在母线倒换装置进行之前对母线、开关和刀闸进行有效检查，在审查中出现的误差应该及时进行更改，尤其是二次回路保护接线的设计回路中存在的弊端。对于继电保护装置应该积极进行改进，引进跳位接点装置，在非全相状态下使开关处于正确状态。电力工作人员还应该对主变压器、母联开关和继电保护装置进行定期检修，保证其运行状态正常，这能有效降低母联开关误跳闸的故障发生频率，规避电力风险。

2.3 静电耦合的预防

对于静电耦合的干扰，可以通过对耦合阻抗的增大，再通过屏蔽电缆的运用和二次设备的合理选用，加以有效预防。可以通过将二次电缆与母线平行布置的长度有效缩短，将干扰与被干扰的回路位置合理分布，通过一次设备与二次设备电缆之间的空间距离的加大，使得两者之间的分布电容减小，耦合阻抗也会相应增加。还可以在二次回路中选择适当的地点，比如增加抗干扰的电容在互感器二次回路接入处保护的时候以及保护装置直流电源入口处，可以有效地增加抗干扰能力。根据《设计规范》等相关规定，在变电所的继电器动作电压之间采用220 kV 的强电开入，用这项装置代替24 V 弱点开入，对于抗干扰能力也可相对增强。另外，使用屏蔽电缆，连接地网与屏蔽层可以有效抑制高频干扰、电磁干扰和静电等干扰。采用屏蔽电缆抑制干扰的效果明显也受到屏蔽层的材质、制作工艺和接地方式的影响。在变电所中，各种自然屏蔽也会提升抗干扰的能力，各金属构件、建筑物的钢筋、电缆隧道甚至是电缆沟盖板中的钢筋，在施工过程中，有效地将这些物件与地网连接起来，可以起到良好的静电屏蔽作用。

2.4 降低电磁感应

在布置电缆沟的时候，一次载流导体尽可能成为一个直角，减少不必要的平行短距离。在电压互感器、直流电流和交流电流中二次回路的ABCN 回路上，安排同一个回路电缆芯在同一根电缆中，这样不仅能够降低感应电压，而且对于任何频率的干扰效果都有不同程度而良好的干扰功能。在二次回路和干扰源之间设置电磁屏蔽可以有效地防治感应磁通进入到二次回路之中，在施工过程中为了避免二次回路中产生感应电压，常常使用的是钢带铠装电缆，保护柜是用钢板制作的，这些材料都具有较好的磁屏蔽功能。此外，在电缆选择中，严格按照高频集肤效应、导磁系数和屏蔽层电阻等规定要求来选择。在高频干扰磁场中，屏蔽层会出现一定的磁感应涡流，避免这一磁干扰，就是要避免干扰磁到达电缆芯，形成涡流之后，可以有效地与干扰磁抵消，使芯线免受影响。

对于低频干扰，可以通过屏蔽层两点甚至多点接地来降低干扰屏蔽。可以在横截面设置铜排，并保证与屏蔽电缆两端都保持接地。这样使电缆屏蔽层与接地网构成闭合回路，减少抗阻，降低磁干扰对于芯线的影响，有效提升屏蔽电缆抗电磁干扰的效果。

2.5 电位差的抗干扰

为了降低甚至减免电位差对于继电保护二次回路的干扰，可以建立一个铜排连接完善的地网，使各个点产生电位差降至最低。保证电压互感器、电流二次回路只有一个接地点，能够有效地防止接地点电位差产生的电流穿入到电压互感器的二次回路中去。如果出现第二个接地点，就会出现电位差产生的地网电流穿入回路导致保护误动作的产生。

2.6 其他防治措施

微机保护装置的提升和改善设备二次回路可靠接点，选择高抗扰度的微机保护装置，以直流和交流电的形式将干扰通过干扰电容之后在进入到保护屏中，在回路和导线之间接入抗干扰电容，避免高频输入回路和直流操作回路与经过抗干扰之后的线相互捆绑。二次回路可靠接点只能有一个，需要所有铜排型号和展柜、地面等相关连接部位都应该符合要求，控制室和开关场的两端都应该接在“等电位接地网”上，将高频同轴电缆设置在电缆沟的最上层，传送音频信号采用的是两端接地的屏蔽双绞线。

3 继电保护二次回路抗干扰的意义

继电保护性能的可靠性和稳定性直接关乎整个电网的安全运行，电气设备出现故障问题的大半原因是因为继电保护二次回路的故障，继电保护二次回路的崩溃会引致电力系统运行崩溃甚至瘫痪，这样给电力系统带来的经济损失是巨大的，对于社会正常生产和生活造成极为严重的影响。作为电力系统的重要组成部分，继电保护装置的健康状态直接关系着整个电力系统的正常运行，以目前的统计数据来看，二次回路的干扰是继电保护装置最大的故障，所以研究继电保护二次回路抗干扰显得尤为重要。

［1］韩宇，尹航极.继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施分析［J］.电工研究，2012(5).

［2］吴振国.继电保护二次回路问题引发的故障与防治措施［J］.企业技术开发，2013(7).