电力继电保护抗干扰措施与方法的分析

电力继电保护抗干扰措施与方法的分析

季勇

（张家港市供电公司江苏张家港215600）

摘要：在继电保护装置运行中，常常由于受到干扰问题的影响，导致装置难以正常运行，对装置和监控系统功能的实现带来阻碍，因此，采取积极合理的措施提升设备抗干扰性能成为大势所趋。基于此，本文对电力系统干扰的主要来源及类别进行分析，最后提出几条提升继电保护抗干扰的可行性路径，以供参考。

关键词：继电保护；抗干扰；措施

引言

在电力设备运行的过程中，继电保护系统处于十分重要的组成部分，其运行情况的好坏将对整个电力系统的安全和稳定产生直接影响。但是，在该系统实际运行的过程中，往往会由于受到外界各种因素的干扰，因此，寻找科学有效的抗干扰方法显得十分必要。

1.电力系统干扰源分类

在电力系统中产生的干扰主要来源为高压系统的倒闸操作、雷电波、无线电波、系统故障、直流回路操作等，下面将按照不同标准对干扰源进行分类阐述。

1.1根据频率范围对干扰源进行划分可分为两个类别，即低频干扰与高频干扰。其中，低频干扰主要包括工频及其谐波频率为几千周的低频震荡；而高频干扰则包括各种暂态现象和衰减的高频震荡。

1.2根据干扰形态的不同，可以将干扰源划分为两种形态，一种为共模干扰，另一种为差模干扰。其中，共模干扰主要是指在保护装置电路中的任意一点和接地线之间产生的干扰。而差模干扰主要是指电路中，两个导线之间产生的干扰，与有用信号的传播途径相同。在继电保护装置当中，对这种干扰能力的接收与有用信号的接收几乎一致。当共膜干扰在各个导线之间产生纵向压降失衡情况时，也会间接的出现差模干扰问题。

1.3根据干扰源所产生的危害程度不同，可以将其划分为两种程度，一是引起保护与自动装置误动干扰，二是引起设备损坏干扰。前者主要是低频差模干扰，通常情况下，在保护装置的工频中会存在一个通频带，其作用便是过滤掉高频干扰。而在低频差模干扰中，由于与有用信号一同进入到回路当中，进而产生干扰现象，对装置的正常运行产生不利影响。后者主要是受高压网络操作的影响，或者雷电波的作用，产生了高频震荡，在幅值方面远远的超过了低频干扰，通常情况下，此种类型的干扰属于共膜干扰[1]。

2．电力系统干扰源来源

2.1接地故障干扰

在变电站中经常会出现各种电流问题，并且带有明显的故障电流特征，经过变压器中性点与地网相连接，再通过地线与大地进入到故障点当中。在此过程中，变电站地网中故障电流数量暴增，势必会产生极高的地电位差，也就是“50Hz•T•频干扰”，这种故障问题一旦发生，将会对继电保护装置产生极大不利影响，甚至对高频保护装置的正常运行构成威胁。

2.2电感耦合故障

在对隔离开关进行操作时，电感耦合干扰频繁发生，随之而来的便是高频电流与雷电电流，如若这些电流穿过高压母线，则会在其周围产生强大的电磁磁场，磁场中的部分会再次与电缆接触，对二次回路电压产生干扰，甚至还会顺着电路传导进入保护装置的二次设备端中。

2.3雷电干扰故障

雷电属于继电保护装置最为主要的干扰源，特别是在雨季和雷电高发期，对变电站构成的威胁进一步增加。一旦户外电线受到雷电的打击，则会使强大的电流进入地网，加之地网中存在原生电阻，将产生暂态电流，这种电流将绕过屏蔽层，在二次电缆中产生众多干扰电流，电流还可能通过相关设备对二次回路构成二次干扰。

3.提高继电保护抗干扰技术的路径

3.1严格控制电力系统中的接地电阻

对系统中一次设备的接地电阻进行严格控制，如电流互感器、电压互感器、避雷器等设备的接地电阻，这样做不但能够减少高频电流进入地网后形成的电位差，还能够形成具有较强抗干扰性的接地网，降低变电站内部的电位差，进而缓解二次回路设备受接地电阻干扰的程度[2]。

3.2正确布设高频同轴电缆

在控制室、开关场中分别设置高频同轴电缆，如若其中一端的同轴电缆接地，则空母线会受到隔离开关的作用，在另一端形成较高的电压，导致设备中的某个不为出现高电压的概率提升，进而对设备的正常运行产生不利影响。因此，需要正确布设高频同轴电缆，在控制室、开关场中分别设置高频同轴电缆，以此来提升继电保护的抗干扰性能。

3.3构建继电保护的电位面

当继电保护装置在控制室中处于集中运行的状态下，应保障控制装置与微机保护、中心计算机等位于相同电位面上，并且将电位面与控制室地网相连接，使电位能够与地网中的电位变动情况保持一致。同时，还要预防地网电位差对该电位面产生的不利影响。当微机设备与电位面相连时，应具备相应的截面与接地线，无论是外部还是内部的接地线，都应利用专门的连接线与接地线相连，使接地端与地网相连，进而构建一个完整的电位网，对诸多外界干扰进行屏蔽。

3.4断开与滤波器一、二次线圈相连的接地线

将与滤波器一、二次线圈相连的接地线断开，能够有效应对隔离开关操作、雷电干扰等问题，并且要保障二次接地与一次接地之间的距离超过3-5m，无论是受到雷击干扰还是隔离开关操作干扰，都可能产生较高频度的电流，在很大程度上使高频电流进入地网的概率提升。在此情况下，很容易产生较高的频度电压，使经过层间的电容与电缆，进入到二次设备中，对其进行干扰和侵犯。

另外，如若不将与滤波器相连接的一、二次线圈的接地线断开，高频电压将不可避免的对继电保护装置产生干扰。由于高频电流在进入到地网之前，将在接地点处产生极高的电位，但是，与高频相比来看，地网属于高电阻，使高频电位将沿着四周持续降低，进而拉近了二次回路接地点与设备之间的电位差，并且也使得两个接地点之间保持一定的距离，大约在3-5m范围内，这样不但能够使电缆中经过的高频电流降低，还能够有效缓解芯线所承受的干扰程度。

3.5提升继电保护智能化程度

现阶段，人工智能技术得到迅速发展，如神经网络、遗传算法、模糊逻辑等，并且涉及到电力系统的各个领域当中，在继电保护领域中也不例外。例如，当居民线两侧系统电势角度摆开的情况下，出现经过渡电阻短路问题，很难对故障位置进行精准的判断，从而产生误动或拒动问题。对此，采用神经网络的方式，对故障样本进行分析和判断后，预测多种可能情况，便能够正确诊断出故障发生的位置，与以往故障诊断相比，求解的速度更快，能够有效提升继电保护设备的抗干扰性能，促进系统的健康、可持续运行。另外，智能变电站推广已经成为大势所趋，应用智能变电站技术能够成功实现采样及跳闸的数字化转变，对变电站二次回路的网络化及光纤化起到极大的促进作用，对二次长距离电缆的应用减少，从而有效增强了二次回路的抗干扰能力。

结束语

综上所述，随着我国社会经济的不断发展，对电能的需求量和使用量逐渐增加，继电保护与电力系统安全运行息息相关，做好继电保护工作关系重大。对此，应对干扰源进行细致的探索和解决，使干扰问题从根源处得到有效控制。另外，还应采取多种措施提升继电保护装置的抗干扰性能，以此来促进我国电力行业的健康高效发展。

参考文献：

[1]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.

[2]黄国鉴.电力系统继电保护抗干扰措施探讨[J].科技创新与应用，2016（27）：217.