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試論微機型繼電保護裝置抑製幹擾措施

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試論微機型繼電保護裝置抑製幹擾措施

發布日期:2019-05-15 作者: 點擊:

摘要:近年來,隨著電力係統的迅速發展,微機型保護裝置在電力係統中的普遍應用,外界的幹擾是不可避免的,隻能在設計、施工和運行中加以充分的重視,采取措施相對降低其幹擾的程度,本文本文針對其幹擾的來源類型,提出抗幹擾的抑製措施並加以分析。

220kVW2線路發生B相接地短路,W1線路F側微機高頻閉鎖保護誤動作跳閘。經觀察T變電站側錄波圖,故障開始有4ms幹擾信號,經10ms後有10ms寬的高頻信號,直到200ms後T變電站側收發信機才發信。

經調查,W1線路T變電站側高頻電纜沒有接地,在W2線路發生故障時,產生幹擾信號,使W1線路T變電站側收發信機的“其他保護和位置停信”開關量動作,收發信機不能立即發信,造成對側高頻保護誤動作跳閘。(此判斷經模擬幹擾得到證實)。另外,使用的結合濾波器二次側,與高頻電纜的連接處沒有串入電容。當線路出口處發生接地短路時,地電位升高,在高頻電纜兩端產生地電位差。工頻電流(超過500mA時)竄入結合濾波器二次線圈,引起磁芯飽和,致使高頻信號被中斷,區外故障正方向側將引起高 頻保護誤動作。

由此可見,當微機型繼電保護裝置取代電磁型保護裝置的同時,來自多方麵的幹擾將不可避免地通過微機控製係統的開關量和模擬量的輸入通道或其它途徑進入微機內部,一旦這些幹擾對該係統產生作用,輕則造成數據傳送錯誤,重則造成保護誤動、拒動,造成電力係統供電事故,嚴重威脅電網的安全運行。因此,處理好抗幹擾問題是係統安全運行的關鍵環節。

一、正確接地是重要的抗幹擾措施

由於變電站的接地網並非實際的等電位麵,因而在不同點之間會出現電位差,當較大的接地電流注入接地網時,各點之間可能有較大的電位差,如果同一個連接的回路在變電站的不同點同時接地,地網地電位差將竄入該連通地回路,造成不應有地分流。在有些情況下,還可能將其在一次係統並不存在的地電壓引入繼電保護裝置的檢測回路中,或者因分流引起保護裝置在故障過程中拒動或者誤動。

1、鋪設高壓場地二次接地網。

沿二次電纜溝道敷設專用銅排,貫穿高壓場地的端子箱、機構箱及保護用結合濾波器等處的所有二次電纜溝,形成室外二次接地網。該接地網在進入室內時,通過截麵不小於100mm2的銅纜與室內二次接地網可靠連接;同時在室外場地二次電纜溝內,該接地網各末梢處分別用截麵不小於50mm2的銅纜與主接地網可靠連接接地。

2、鋪設主控室、保護室內二次接地網。

在電纜層按櫃屏布置的方向敷設首末端連接的專用銅排,形成主控、保護室內的二次接地網。保護室內的二次接地網經截麵不小於100mm2的銅纜在控製室電纜夾層處一點與變電站主地網引下線可靠連接。保護屏櫃下部應設有截麵不小於100mm2接地銅排,屏上設有接地端子,並用截麵不小於4mm2的多股銅線連接到該接地銅排上,接地銅排應用截麵不小於50mm2的銅纜與保護室內的二次接地網相連。保護屏間應用專用接地銅排直接連通,各行專用接地銅排首末端同時連接,然後在該接地網的一點經銅排與控製室接地網連通。

3、保護裝置必須可靠接地。

(1)所有隔離變壓器(電壓、電流、直流逆變電源、導引線保護等)的一二次線圈間必須有良好的屏蔽層,屏蔽層應在保護屏可靠接地。

(2)半導體型、集成電路型、微機型保護裝置隻能以空接點或光耦輸出。

(3)外部引入至集成電路型或微機型保護裝置的空接點,進入保護後應經光電隔離。在光電耦合器裏,信息傳送介質為光,但輸入和輸出都是電信號,由於信息的傳送和轉換的過程都是在不透光的密閉環境下進行的,它既不會受電磁信號的幹擾,也不會受外界光的影響。去掉它們之間公共地線的電氣聯係,加上光電耦合器輸入和輸出之間分布電容極少,一般為0.5Pf~1Pf,而絕緣電阻又非常大,通常1011Ω~1013Ω之間,所以隔離效果比較好。


二、微機繼電保護裝置的屏蔽

1、 屏蔽的定義及分類

屏蔽是利用屏蔽體來阻擋或衰減電磁能量傳輸的一種技術。其目的有兩個,一是防止外來的輻射幹擾進入某一區域,二是抑製某一區域內部輻射的電磁能量泄漏出該區域。

屏蔽的作用是通過一個將上述區域封閉起來的殼體即屏蔽體來實現的。屏蔽體有板式、網狀式和金屬編織帶式等,其材料可以是導電、導磁、介質體,也可以是非金屬吸收填料。按屏蔽原理分類,屏蔽可分為靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。

2、 微機繼電保護裝置的屏蔽

當裝置安裝於主控製室內時,由於距離開關場比較遠,加上房間設計通常都采用“法拉第籠”的結構,從電磁騷擾比較嚴重的開關場地發出的騷擾,無論是表現為靜電的形式,還是電磁波的形式,在經過很長的距離到達主控樓的繼電器室後,首先要經過一個“法拉第”式的屏蔽體,經過衰減後到達繼電器屏,繼電器屏的外殼也是一個屏蔽體,再次衰減後到達微機繼電保護裝置的機箱。由於微機繼電保護裝置機箱也是一個屏蔽體,它對電磁騷擾將起再次屏蔽的作用,可以斷定,如果主控製室的屏蔽體和繼電器屏的外殼這兩層屏蔽良好,到達微機繼電保護裝置的電磁騷擾將變得很小,再經過微機繼電保護裝置機箱的屏蔽作用,直接耦合到微機繼電保護裝置內部設備上的騷擾將可以忽略。當微機繼電保護裝置下放到開關場,如不采取有力的措施,微機繼電保護裝置將直接承受來自開關場的騷擾,環境將變得很惡劣,

因此,某變電站內,考慮了在保護裝置外部建屏蔽小室的方案,要求能將外部的騷擾按每10倍頻程40dB衰減,理想的情況要求到達60dB。這樣,直接進入到裝置內部的騷擾將變得很小,且為了避免地電流在接地網上流動帶來裝置兩點間的電位升高,要求裝置采用一點接地。與裝置在主控製室內的情形類似,經過屏蔽的作用,電磁騷擾在裝置的內部將主要表現傳導騷擾。然後應再通過其它的措施對傳導騷擾進行抑製。


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