微机保护二次回路抗干扰技术应用论文

一无线技术／／　浅　谈变　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／／　电站微机保护的电磁干扰　文／国家广电总局５６４台李久会∥　

１前言　变电站作为国家广播电台安全供电　的重要部门，其重要性不言而喻，尤其是　经过西新工程改造后，大部分电台变电站　已经用微机保护取代了原有的电磁保护　从而成为电台安全播出的重要技术保障。　微机保护是应用数字技术构成的数　字式保护，具有模拟型保护所不能实现的　一系列优点，且调试、运行维护简便，目　前广泛应用于电力系统。但是，微机保护　装置工作的环境所受到的各种电磁干扰　却十分严重，比如：雷击、系统故障、系统　设备的操作以及控制、保护装置的动作等　一系列原因所产生的过电压、过电流和浪　涌干扰，经电压、电流互感器的二次电缆　或低压控制电缆侵入保护装置造成干扰：　保护装置内部由于辅助继电器的动作或　直流转换器转换过程中的高频信号，也会　产生干扰。上述干扰的特点是频率高、幅　值大，而且持续时间短，能通过各种途径　侵入微机保护装置中的电子电路，干扰微　机保护的正常工作，而且不能采用通常设　备使用的简单延时电路来防止。下面就将　电磁干扰的种类、传播路径以及控制方法　做一简单分析。　２电磁干扰的种类　电磁干扰的种类有很多，主要包括如　摘要：本文对变电站微机保护装置的电磁干扰源以及其传播途径进行　了分析，并提出了解决控制的方法ｊ　关键词：变电站微机保护装置电磁干扰种类传播途径控制方法　下几种。　２．１雷击引起的暂态骚扰　雷电是来自大气层中的频繁且强烈　的电磁骚扰源。雷击分直接雷击和间接雷　击（又称感应雷击）。直接雷击是指雷击　于输电线路或电气设备，由于避雷针的　保护，雷击变电站电气设备的情况较少发　生：间接雷击是指雷击附近的物体，例如　雷击于输电线路杆塔塔顶、避雷线或大　地。雷电放电电流是强烈的骚扰源，在周　围空间将辐射电磁场，从而使地面上的金　属导体感应出很高的电压。系统中的信号　线、电源线上都可能由于感应雷的作用而　产生浪涌高压脉冲，它可能会造成一次设　备绝缘的破坏，即使不破坏绝缘，如此高　的雷电压和雷电流通过容性耦合、感性耦　合或阻性耦合后，会传到二次设备上，也　可能对二次设备造成不同程度的干扰。　２。２开关操作引起的暂态骚扰　次回路中，当开关进行合断操作时　会引起回路的状态发生变化，从一种稳定　状态经过振荡达到新的稳定状态，从而　产生暂态过电压。此电压将在电路中产生　一个电流和电压衰减振荡波，且峰值电流　Ｉ，　Ｒ　Ｋ　与系统电压成正比，图１为开关操作的等　效电路。　当闭合开关时的振荡频率为：　，：　如果回路参数Ｌ和Ｃ的数值都比较小　比如切合小电容负载等，则会产生频率很　高的振荡。试验结果表明，用隔离开关切　合空载母线时，开关触头间将产生电弧重　燃，在回路中形成～系列的高频振荡。分　闸操作时，振荡幅值随着重燃次数的增加　而增大；合闸操作时则相反，振幅随着电　弧重燃次数的增加而降低。　一般来讲，由于断路器的断口之间有　灭弧介质，而且动触头的运动速度比隔离　开关快，所以操作时电弧重燃的概率很小　所产生的骚扰较之隔离开关操作时低得　多。当断口间有抑制操作过电压的并联电　阻时，对二次回路的骚扰就更小。这种骚　扰多见于切除电容器组或分闸空载线路　—　ｔ　０　２．３直流回路操作产生的暂态骚　扰　直流操作回路中具有大电感的线圈，　比如开关的跳合闸线圈、电磁式继电器的　工作线圈等。当直流回路断开时，由于电　感内储存的磁能的释放，线圈两端可能产　生几ｋＶ的过电压。这种过电压可以通过　ｗ　ｎ＾，．ｒｔｉ．ｃｎ　ＩＩ　２０１０年１１月ＩＩＲＡＤＩＯ＆ＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ／Ｉｒ＝￣＝／／

产品与应用

年第期10kV开关站电力二次系统

抗干扰的运行分析

邓爱娇

（珠海供电局，广东珠海519000）

摘要做好电力二次系统的抗干扰对确保电力二次设备稳定、可靠运行非常重要，为此，本

文对开关站二次系统的抗干扰措施进行分析和总结，对做好抗干扰技术有一定的参考价值。

关健词：开关站；电力二次系统；抗干扰

TheAnti-jammingAnalysisofElectricSecondary

Systemin10kVSwitchStations

DengAijiao（ZhuhaiPowerSupplyBureau,Zhuhai,Guangdong519000）

AbstractDoingtheanti-jammingofelectricsecondarysystemwellplaysanimportantroleinthestabilityofthepowersystem.Thispaperanalysesandsummarizestheanti-jammingmethod.Itcanhelpusdotheanti-jamminganalysiswell.Keywords：switchstations；electricsecondarysystem；anti-jamming

1引言

10kV开关站（以下称开关站）的电力二次系统

（以下称二次系统）由直流系统、继电保护系统和

自动化系统组成，它的任务是反映一次系统的工作

状态，控制一次系统并在一次系统发生事故时能及

时地切除故障，以保证正常电网的安全运行。

干扰就是除有用信号以外的所有对二次系统的

正常工作造成不利影响的内外电磁信号。产生干扰

的原因很多，有的来自与系统结构无关的外部环境，

如雷电、断路器的操作等；有的来自系统内部，如

系统结构及元件布局不合理、生产工艺不完善等。

2开关站干扰的种类以及对二次系统的影响

由于接地短路故障、一二次回路操作、雷击以

及高能辐射等原因，在开关站的二次回路上将产生

微机继电保护的优点及抗干扰措施

1.高速保护：传统的保护装置逐步被微机保护装置所取代，其主要原因就在于微机保护装置具有更高的保护速度。传统的继电保护装置仅能以毫秒级的速度执行保护判断，而微机继电保护装置能以微秒级的速度执行保护判断，其保护速度是传统继电保护装置的数倍。

2.高可靠性：微机继电保护装置具有较高的可靠性。传统的继电保护装置通常采用机械式、电磁式等传统元器件，容易因为元器件的老化、机械损坏等原因而失效，而微机继电保护装置使用的元器件是电子元器件，其寿命较长、可靠性较高，能够保证装置的长期稳定运行。

3.高精度：微机继电保护装置具有较高的精度。传统的继电保护装置仅具有一定的判别精度，如果遇到相邻线路干扰等情况，就会产生误判，而微机继电保护装置能够针对各种干扰情况作出正确判断，并进行相应的保护措施。

4.多功能：微机继电保护装置可以完成多种保护功能，如过电流保护、地电流保护、短路保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能，并且可以通过编程方式设置参数，以适应不同的工作环境。

5.可编程性：微机继电保护装置具有强大的可编程性。传统的继电保护装置仅能完成固定的保护功能，而微机继电保护装置可以通过编程实现不同的保护功能，并且可以根据不同的工作环境进行参数设置，从而保证装置的最佳工作状态。

1.电气隔离：在微机继电保护装置的设计中，通常采用电气隔离的方式来避免各个元件之间的相互影响。例如，将数字量与模拟量隔离，将微处理器与外部电路隔离等措施，能够有效地抑制外界噪声的干扰。

2.滤波：微机继电保护装置通常在输入端口、输出端口等关键位置采用滤波电路，以滤除高频噪声和杂波信号，从而提高装置的抗干扰能力。

3.地线处理：微机继电保护装置的接地处理是影响其抗干扰能力的重要因素。在接地处理时，应注意消除地环形电流，采用良好的接地方式，有效降低地电位的参差不齐度，提高装置的稳定性和抗干扰能力。

试议微机继电保护技术　单晓光　（哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司）　Ｃｈｉｎａ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　工业技术　＂４ｍ　ｌ　

［摘要］文章结合实际工程经验，介绍了我国微机继电保护技术的特点，针对目前我国微机保护的常见故障和抗干扰技术进行了分析，对微机继保未来的　发展提出了相关看法。　［关键词］微机保护故障抗干扰　中图分类号：ＴＰ２３７９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）１０－００８３一Ｏ１　继电保护技术主要是针对电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探　讨其对策的反事故自动化措施　当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实　现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值　班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影　响，其重要性可见一斑。　微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机沩基础而构成的继电保　护。微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机　接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建　筑等。　本文分析电力系统微机继电保护技术的技术特点、现状和发展趋势。　１．主要技术特点　研究和实践证明，与传统的继电保护相比较，微机保护有许多优点，其主要　特点如下　１：　（１）改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能　得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。　（２）可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附　加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能　（３）由软件实现的动作特性和保护逻辑功能不受温度变化、电源波动、使用　年限的影响。　（４）简洁可靠地获取信息，通过串行口同ＰＣ通信就地或远方控制。　（５）采用标准的通信协议（开放的通信体系），使装置能够同上位机系统通信。　２．常见故障分析。　（１）硬件故障　主要有：按键失灵、显示屏显示不正常、插件损坏等等。　可能的原因有：运行时间太久使得按键机械部分接触不良导致按键失灵，　或者是设备内部连接线损坏导致按键失灵；显示屏液晶面板受潮或受到损坏，　显示芯片损坏，插件问题可能是插件电路电容长时间运行损坏，电源芯片损坏　等原因造成。　（２）软件故障　某变电所主变压器采用的是ＷＢＺ－１２０１Ｄ，保护运行时，所有报告均由人　机对话模件收集显示或打印机输出。在运行过程中，出现过这种情况而无法解　决：保护屏上显示“有报告”，但人机对话模件上未显示“报告”内容，且打印机亦　未工作。　（３）安装问题　安装保护设备时要注意防高压。安装时要找厂家协商，在保护装置入口或　适当的地方安装防高压装置，防止高压电窜入低压回路，烧毁插件板。鹤矿热电　厂就曾烧坏过三个插件板。　在二次回路接线时要将电流互感器的二次接线和微机保护内的二次接线　一并考虑，否则可能出现电流互感器二次开路现象。有时厂家来的高压开关柜　电流互感器的内部接线已经完成，但个别出现反极性的情况，进而出现保护误　动，所以在调试时开关柜内部接线也应检查。　３．抗千扰　继电保护的抗干扰是指继电保护装置在投入实际运行时，既不受周围电磁　环境的影响，又不影响周围环境，并能按设计要求正常工作的能力。　按干扰的形态可分为共模干扰、差模干扰两种。共模干扰发生于保护装置　电路中某点各导线对与接地或外壳之间的干扰，差模干扰是发生在电路各导线　之间的干扰，是与信号传递途径相同的一种干扰。保护装置接收这种干扰的能　力和接收信号的能力完全相同。　按干扰的危害性可分两种，一是引起保护装置不正确动作的干扰，低频差　模常属于这一类。二是引起设备损坏的干扰。由于高压网络的操作或雷电引起　的高频振荡，最容易造成保护装置元件和二次回路的损坏。这种干扰常属于共　模干扰。　减少各种干扰对继电保护或其它二次设备影响，可以考虑采取以下措施。　（１）硬件抗干扰屏蔽和隔离相结合。电磁屏蔽是通过切断电磁能量从空间传播的　路径来消除电磁干扰的。保护柜用铁质材料做成，以实现对电场和磁场的屏蔽，　在电场很强的场合，可以考虑在铁壳内加装铜网衬里或用铝板做屏蔽体。隔离　既可使测控装置与现场保持信号联系，又不直接发生电的联系。　（２）软件抗于扰　接人ＲＣ滤波器。对于微机保护，在印制板布线设计时应使强、弱信号电路　之间有一定的距离，避免平行，在每芯片的电源与零序之间应加抗干扰电容，在　交流和直流入口处应接入ＲＣ滤波器等。　对外部二次回路的设计采取必要的抗干扰措施。如降低干扰源和干扰对象　之间的耦合电容和电感，降低屏蔽层的阻抗值；降低二次回路附近的电气值等　等。　此外，保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。如果由于　干扰导致输入采样值出错，可以取消不能通过检查的采样值，等干扰脉冲过去，　数据恢复正常后再恢复工作　４．微机保护的发展　我国的微机保护研究起步于２０世纪７Ｏ年代末期、８０年代初期，尽管起步晚，　但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经过ｌＯ年左右的奋斗，到了　８Ｏ年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程　度。我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作　用。从７Ｏ年代开始，华中理工大学、东南大学、华ｊＥ电力学院、西安交通大力自动　化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。１９８４年原华北电　力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭　开了我国继电保护发展史上的新一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设　备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和　发电机一变压器组保护也相继于１９８９年、１９９４年通过鉴定，投入运行。南京电力　自动化研究院研制的微机线路保护装置也于１９９１年通过鉴定。天津大学与南京　电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学　与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于１９９３年、１９９６　年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为　电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、＿工作可靠的继电保护装置。因　此到了９Ｏ年代，我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护装置的研究，在微　机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中。　（１）更趋自动化、智能化　随着我国智能电网概念的提出和相关技术标准的制定，智能电网相应配套　的关键技术和系统也需要加快研发速度。　对于继电保护技术来讲，一方面，可以深入挖掘智能技术如神经网络、遗传　算法、进化规划模糊逻辑等在微机保护方面的应用前景，将技术转化为生产力，　以解决常规技术难以解决的实际问题。　（２艉高微机保护的设备管理和事件记录功能　．　现在的微机保护，除了应完成保护、测控、通信一体化功能外，还应能提供　被保护设备的日常管理和事件记录。这些设备管理包括断路器的分闸、合闸次　数，累计故障次数、断路器动作时间监视、断路器开断电流水平，断路器触头寿　命、设备累计停电时间、设备累计运行时间、设备检修记录、分区段平均负荷电　流、日最大负荷电流、日平均负荷电流、累计电度等。对变压器保护测控装置，如　果有油温、压力等模拟量接人，还可进一步监视变压器的其它运行工况　５．结语　随着我国智能化电网建设的一步步深入，变电站综合自动化技术的提高，　数字式微机测控保护装置逐渐取代了传统模式，同时由传统的保护、测控单一　实现方式向整合型转化即在同一平台上实现微机保护、测量监控及设备的管理　和传动。　可以预见，未来的微机保护系统将会使更加人性化、自动化、智能化，将会　为确保我国电力系统的安全稳定运行，确保国民经济的决速持续增长发挥更大　的作用。　参考文献　［１】李琼，康灵芳．微机保护常见故障分析，甘肃科技纵横，２００９，３８卷，４期，　３９－４０．　［２】周晓义．微机保护可能出现的问题及解决方法，江西煤炭科技，２００９，　２期，６０－６１．　・　科技博览ｉ