电气二次回路的干扰与抗干扰研究

电气二次回路的干扰与抗干扰研究

闫涛

(江苏方天电力技术有限公司211100)

摘要：在这几年的发展中，电力二次系统中微机型继电保护装置被广泛使用。随着我国科学技术水平的不断提高，我国的继电保护自动化装置和监控设备等技术也在不断提高，产品更新换代的速度越来越快。新科技极大的提高了电力二次系统的自动化程度，对变电站的管理和控制工作正逐步转向数字化、智能化、集控化，所以，要重视电气二次回路的抗干扰能力，以提高电力系统在供电时候的安全性。

关键词：二次回路；干扰和抗干扰；抗干扰措施；

二、主要干扰源

在目前对微机保护产造成干扰的主要干扰源有七种，分别为高频干扰、50Hz工频干扰、雷电引起的干扰、电缆分布电容引起的干扰、控制回路产生的干扰、系统数字电路引起的干扰、高能辐射设备引起的干扰等，这些干扰源是独立存在的，且干扰强弱程度存在差别，需要引起有关人员的关注。

2.1高频干扰

如果带电母线的高压隔离开关切合的时候，就会出现重燃的过程。在每秒里就会发生好多次重燃的过程，每次重燃的过程都会出现电流波和电压波，所产生的电流波和电压波前端都非常的陡，它们最终会流到母线中并且会经过具有电容性的设备传送到到地网中。只要有断口存在这些进行波都会在断口处产生反射，这样就会导致高频振荡。0.05～1MHz通常是高频振荡的频率范围，但是有时候也会达到5MHz，这是最高的高频振荡频率，出现次数很少。这些高频振荡可能会和二次回路发生耦合,这样就会产生感应从而干扰电压。

2.250Hz工频干扰

由于变电站里的接地网并不完全在同一个水平面上，因此不同点的接地网之间就会存在电位差，如果传送到接地网中的电流比较大的时候，不同点之间就可能出现比较大的电位差。如果在变电站里同一个回路在不同的地方同时接地，那么在地网中存在的电位差就很可能引进到这个连通回路当中,导致本不该有的干扰出现。地网中存在的电位差在某些特殊场合下也有可能被引进到微机继电保护装置的检测回路之中，除此之外，也有可能出现因为分流造成保护装置的拒动或者是误动。我们将这种干扰称为50Hz工频干扰。

2.3雷电引起的干扰

当出现雷电天气时，因为电磁耦合的原因，很有可能导致地面和导线之间出现感应从而产生干扰电压。当遇到雷雨天气的时候，倘若雷电直接击到了外面的线路或者是线路杆塔，就会造成雷击电流注入到接地网中。因为接地网是有电阻的，因此在二次电缆的屏蔽层中就会产生暂态电流当雷击电流流入到地网的时候，而所产生的暂态电流又会给电缆的芯线造成感应从而干扰电压。除此之外，在二次回路中也有可能会出现由外线路上感应发生的过电压，从而引起干扰。几kHz到几百MHz是雷电干扰的频率范围。

2.4电缆对地分布电容引起的干扰

某些开关站和变电站的规模比较大，它们的开关大都有自己单独的小室，小室分散的布置在开关周围。每一个单独的小室之间它们的间距会比较远，并且连接小室之间的电缆也比较长，因此电缆对地分布电容相应的也会较大。当遇到交直流混接或者直流接地等这类比较恶劣的情况下，可能会受到电缆对地分布电容的影响，导致继电器回路发生误动，进而造成断路器产生误动。在这几年里时常发生断路器误动的事故由于长电缆对地分布电容的影响。

2.5控制回路产生的干扰

当接触器或者是继电器线圈在断开的时候，很有可能出现带有干扰性的宽频谱，这种宽频谱的频率最高可以达到50MHz，这时就会产生干扰。

2.6系统数字电路引起的干扰

在微机保护装置中的集成电路门逻辑通常使用的是直流电流且只有mA级，可以说是非常低的，但是如果电路高速开关断开的时候，依然会给回路造成非常大的干扰。

2.7高能辐射设备引起的干扰

在使用智能电话、无线网络等高科技产品的时候，也有可能对微机保护装置造成干扰。

三、抗干扰措施

抗干扰最基本的理念就是：避免二次弱电系统中出现干扰源是落实抗干扰措施的最主要内容。一方面，加大隔离屏蔽的方式方法，改造二次回路，将干扰源传播的途径切断；另一方面，对微机保护装置的硬件设施进行改进，提高硬件的抗干扰能力。

3.1二次线路上的抗干扰措施

对二次线路上的干扰源进行抗干扰措施的时候，通常由以下六个步骤实现：第一，敷设电缆的时候，充分使用周围的自然屏蔽物，发挥屏蔽物的真正作用；第二，在选择电缆性质的时候，要尽量选择屏蔽电缆或者是铠装电缆，由铜、铝等电阻率比较低的材料构成屏蔽层，并且控制室和开关两端都必须接地，这样做可以尽可能的减小干扰发生；第三，在选择电压互感器以及套管设备的时候，最好选择电容式的,这样可以有效防止高频干扰的发生，第四，要将避雷器安装在二次系统的各个通道出入口，这样可以有效防止雷击时造成的电压干扰；第五，要尽量完善接地措施，接点处要互相连接，构建封闭完整的接地网，这样做可以有效的防止电磁干扰发生；第六，直流电源在给保护装置提供服务的时候，需要进行抗干扰处理。

3.2保护装置上的抗干扰措施

对保护装置上的干扰源进行抗干扰措施的时候，通常由以下六个步骤实现：第一，微机保护装置的外壳一定要接地，可以采用试验的方法进行确定；第二，任何电流、电压、逆变电源等所使用的隔离变压器在一、二次绕组之间一定要具备屏蔽层，这些屏蔽层必须是完好无损的并且还需要具有可靠的接地措施；第三，隔离光隔对于保护装置的模拟量输入通道、开入通道、开出通道有着重要的作用，必须设置；第四，在选择CPU插件的时候，通常要选择那些总线不出芯片的设计，装置背板的布线必须要有抗干扰的设计；第五，在保护远装置中引入供电时，需要有经过滤波和防雷措施。

结语

总之，本文认真分析了电气二次系统中常见的干扰源和抗干扰方法，目的是为了加大人们对于电力系统二次回路的干扰与抗干扰方面的认识。新科技极大的提高了电力二次系统的自动化程度，对变电站的管理和控制工作正逐步转向数字化、智能化、集控化，所以，要重视电气二次回路的抗干扰能力，以提高电力系统在供电时候的安全性。

参考文献:

[1]赵子文.探讨电气二次回路的故障分析措施[J].电子制作,2017

[2]唐红巧.探究电气二次回路常见故障的分析与处理[J].科技资讯,2017

[3]赵新星.电气二次回路常见的故障及处理机制[J].南方农机,2017