變電所高頻保護抗干擾研究論文

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摘要：主要深入分析了當(dāng)今在變電所中普遍存在的高頻保護方式及各種電磁對其的干擾，討論了高頻保護應(yīng)采取的抗干擾措施。

1.引言

高頻保護包括相差高頻保護和功率方向閉鎖高頻保護。相差高頻保護是測量和比較被保護線路兩側(cè)電流量的相位，是采用輸電線路載波通信方式傳遞兩側(cè)電流相位的。功率方向閉鎖高頻保護，是比較被保護線路兩側(cè)功率的方向，規(guī)定功率方向由母線指向某線路為正，指向母線為負，線路內(nèi)部故障，兩側(cè)功率方向都由母線指向線路，保護動作跳閘，信號傳遞方式相同。相差高頻保護不受系統(tǒng)振蕩影響。高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯(lián)保護。當(dāng)前隨著電網(wǎng)容量的增大、系統(tǒng)電壓的升高，各類電磁干擾現(xiàn)象比較嚴重。由于輸電線路是高頻通道的一部分，所以高壓系統(tǒng)的斷路器操作、短路故障和遭受雷擊等引起的電壓，就可能對高頻收發(fā)訊機產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致高頻保護誤動作。所以，了解各類干擾源，采取相應(yīng)的抗干擾措施至關(guān)重要。

2.主要干擾源

(1)其中雷電擊線路、構(gòu)架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構(gòu)架，產(chǎn)生大電流流入接地網(wǎng)，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網(wǎng)電阻的存在而產(chǎn)生流過屏蔽層的暫態(tài)電流，從而在二次電纜的心線中感應(yīng)出干擾電壓，線路感應(yīng)的過電壓也會通過測量設(shè)備引入二次回路。雷擊變電所在其二次回路中產(chǎn)生的干擾電壓可高達30kv，頻率可達幾兆赫。

(2)高壓隔離開關(guān)和斷路器的操作。這些操作可能在母線或線路上引起含有多種頻率分量的衰減震蕩波，母線(或電氣設(shè)備間的連線)相當(dāng)于天線，將暫態(tài)電磁場的能量向周圍空間輻射，同時通過連接在母線或線路上的測量設(shè)備直接耦合至二次回路。

上述理論分析及實測數(shù)據(jù)可得出以下規(guī)律：㈠暫態(tài)電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導(dǎo)頻率隨電壓等級增高而降低。㈡與隔離開關(guān)操作相比，斷路器操作所引起暫態(tài)電磁場的幅值小，主導(dǎo)頻率高、脈沖總數(shù)少。

(3)系統(tǒng)短路故障。系統(tǒng)短路故障與雷擊構(gòu)架一樣會引起地網(wǎng)電位的升高，從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內(nèi)高壓母線單相接地時，在二次電纜心線上產(chǎn)生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏，暫態(tài)干擾電壓的頻率約千赫到幾百千赫。

(4)附近存在高壓線路時受其工頻電磁場作用。對于電子束類的顯示設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾是十分明顯的。在戶外變電所中，高壓線路或匯流排會產(chǎn)生工頻電磁場。一般而言，電壓等級越高，產(chǎn)生的電場也越大，但磁場相反減小。

(5)二次回路中的開關(guān)操作。由于感性負載的存在，在二次回路的信號電源端口以及控制端口產(chǎn)生快速瞬變的脈沖干擾。由于電磁電器的大量使用，在二次回路自身工作時會產(chǎn)生中等頻率的振蕩暫態(tài)電壓。

抗干擾措施

(1)裝置均必須可靠接地。對于微機保護裝置來說，保護屏必須要求可靠接地，而高頻保護也應(yīng)按部頒要求加裝接地銅排或銅絞線(線徑不小于100mm2)，以保證裝置在故障情況下的可靠判斷。

(2)通道入口處加裝串聯(lián)電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側(cè)收到對側(cè)信號且對側(cè)停信時，由"收訊輸出"給出保護動作的一對接點信號，該過程中高頻信號存在大約5ms的間斷，此間斷將作為出口動作的判據(jù)。

(3)限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產(chǎn)生過電壓，可在通道入口處并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙荩捎陔娙菥哂袃啥穗妷翰荒芡蛔兊男再|(zhì)，當(dāng)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓出現(xiàn)時，首先要向并聯(lián)電容充電。隨著充電過程的進行，副邊電壓才會慢慢升起來，由于靜電感應(yīng)過電壓一般出現(xiàn)的時間都很短，并聯(lián)電容兩端電壓(即副邊電壓)還沒有升到足夠高時，過電壓已消失，這樣就能大大限制地電壓對高頻收發(fā)訊機的侵害。

(4)高頻位置停信加裝手合繼電器延時閉合接點。當(dāng)空載線路手動合閘時，由于線路的分布電容，將產(chǎn)生較大的電容電流，此電流有時會達到高頻保護的啟動值，此時會造成高頻保護誤動，導(dǎo)致線路合不上斷路器。為防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，可在送電側(cè)斷路器保護裝置對位置停信略帶延時，使位置停信延時停信，應(yīng)將手合繼電器的一對常閉接點(延時斷開，瞬時閉合)串入裝置的位置停信回路中，對裝置進行高頻保護閉鎖。(5)盡可能降低一次設(shè)備如避雷器、電流互感器、電壓互感器等的接地電阻，接地電阻不夠時增設(shè)人工接地極。

結(jié)束語

保證高頻收發(fā)訊機正常可靠運行，現(xiàn)場調(diào)試中必須注意幾點：①設(shè)備測試必須校零，選擇正確檔位。②調(diào)試插件內(nèi)的可調(diào)變阻器應(yīng)使用無感工具。③在通道進行對調(diào)時，多次準確記錄收發(fā)訊值。④調(diào)試功放插件中的元件功放管不可在過載狀態(tài)下工作。⑤高頻電纜同收發(fā)訊機阻抗匹配。