发电厂继电保护设备二次回路干扰分析及处理措施苏晓倩

发电厂继电保护设备二次回路干扰分析及处理措施苏晓倩

通辽发电总厂有限责任公司内蒙古通辽市028011

摘要:随着继电保护装置的微机化、电子化的发展,越来越多的继电保护故障,主要由二次回路存在干扰问题、设计缺陷、施工过程中的失误造成保护装置拒动或误动,该文对发电厂二次回路干扰问题进行了分析、总结,并提出有关的防范措施,供继电保护专业人员参考。

关键词:发电厂;继电保护设备;二次回路干扰;处理措施

前言

随着变电设备制造技术的发展,国内许多常规的继电保护自动装置和监控设备不断更新换代,电力系统自动化水平得到逐步提高。数字化时代的到来.对继电保护提出了新的要求.也对继电保护装置的电磁兼容和防护等级提出了更高的要求。当电磁型继电保护用微机型代替以及用微机对变电站进行综合自动化控制时.来自多方面的干扰将不可避免地通过微机控制系统的开关量和模拟量的输入通道或其它途径进入微机内部.一旦这些干扰对系统产生作用,轻则造成数据传送错误,重则造成保护误动、拒动,严重威胁着电网的安全运行。

1发电厂干扰源

发电厂电气设备导线按照一次电缆,二次电缆分层布置,通常都会一排排的捆扎。这样做确实有不可替代的好处,可以使电缆整齐美观、便于固定以及维修检查,但是也有无法避免的问题。电缆进行这种线圈式捆绑,会使得设备电缆的导线之间存在不同程度的耦合感应作用,产生干扰。一次导线因为电压等级高,电流大,会产生更大的干扰。这种干扰严重的时候会导致设备性能降级甚至是设备功能故障,无法正常工作。电缆中导线之间耦合而产生干扰,是电气工程中最常见的干扰模式之一。

当发电厂的接地部件或避雷器遭受雷击时,雷电波在释放过程中折射、反射,在电气设备中传导,发生二次放电,很容易导致继电保护装置误动作甚至烧坏灵敏设备。发电厂高压断路器合分闸操作时,在断路器的两个触点间就会产生电弧闪络,形成高频阻尼振荡波,出现高频电流,特别是在空载线路合分闸过程中,因为电容效应,电弧很容易发生重燃。高频电流通过接地电容流入地网,将引起地电位的波动。高频电流通过一次母线时,将在母线周围感应很强的电场和磁场,从而对附近二次回路和保护设备产生高频干扰,发电厂内发生单相多相接地故障时,在发电厂地网中和大地中流过不同程度接地故障电流,使得地网电位升高,不同地点产生电位差,该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小,按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电压10V。

发电厂电压较高的长电缆跳闸回路,电缆芯线间分布电容较大,随着线路容抗增大到一定值后,便有可能使得加于继电器线圈上的电压高于该继电器线圈的释放电压,从而引起线圈动作,保护误出口。当断开直流接触器或者继电器的线圈时,因为电感线圈的能量难以释放会产生宽频谱的干扰波,其干扰频率甚至可达到50MHz。对同一电源系统相近的其他回路产生严重的电磁干扰。如今手机和对讲机等移动通信经常会出现工具保护装置周围,高能辐射设备发出交变的电磁场信号,耦合到附近的保护设备的回路中,感应出高频电压,形成一个干扰源,导致继电保护装置不正确动作。

2对干扰源干扰进行阻止的措施

2.1对继电保护等装置电位面进行建造

对继电保护等装置的电位面进行建造,使得所有的继电保护盘柜都在同一相等的电位面上进行安放,此时如果连接接电主网以及此电位面,那么只要地网电位发生了变化,等电位面也会随之产生浮动,实现地网电位进入继电保护的有效避免进而对继电保护装置的安全性产生影响。这个措施会对50赫兹的工频干扰产生有效的屏蔽作用,能在一定程度上保护继电保护装置。

2.2利用屏蔽电缆于继电保护二次回路中

自然原因是引起雷电干扰的一部分原因,其是没有办法避免的,但也并不是没有解决的办法。对于雷电干扰问题,可以采用将屏蔽系统运用于继电保护回路中的方法,将交流电流、信号回路、电压回路以及直线控制回路等继电保护装置于开关场的位置进行引用操作,屏蔽电缆内部的屏蔽层两端是可以紧密牢靠的与地进行连接的,因此如果有雷电干扰出现,那么屏蔽电缆就会疏散其电压电流和干扰频率。在对电缆头进行制作之前,应该将10圈或以上的多股铜芯线缠绕在电缆的两个屏蔽层上,而且要固定该线圈,与此同时,封紧线圈时还要采用热缩管。在进行操作的过程中,另一个单股铜芯线的端点是需要紧紧靠在地上的,避免出现备用电缆芯两端都同时与地连接的情况,以保证抗干扰作用的有效实现。

2.3实现地电位差的减少

大多数情况下会采取合理地对电压互感器进行接地以及对电缆走向进行合理地安排等措施实现地电位差的减少。今年以来,继电保护专业为了实现干扰对设备产生的影响的降低,采取了一系列的措施,如利用屏蔽电缆作为二次电缆而且将两端接地、接地网时采取敷设等电位等。

2.4将接地铜线敷设在高频电缆处

高频电缆的一端会出现高压暂停的状态如果其另一端与操作空母线分离,该过程中高电压状态会发生在收发信的机端上,在收发信机进行正常工作的过程中,如果有高电压经过那么就会出现收发信机的运行受到影响甚至收发信机部件受到损坏的现象,针对于此,可以连接滤波器的二次端子以及绝缘导线于开关场电缆屏蔽层处。如果要对室中高频电缆屏蔽层进行控制,应该在保护屏的接地铜排中接入多股铜线材料。为了实现开关场以及控制室内之间的过电流高频电缆屏蔽和地电位差造成的电压降的有效降低,相关人员应该在紧挨着电缆的地方进行两端接地铜线的敷设,100平方毫米是该铜线的截面控制范围,采用铜线对地网电位以及控制室电缆层连接的实现可以有效阻止高频干扰。

2.5对于线路不相符的滤波器进行更换

整个电网系统工作运行过程中,如果有接地故障出现,那么收发信机的高频变量器就会迅速饱和因为其受到了强压的冲击,进而造成高频闭锁保护误动以及发信中断现象的发生。可以通过在其中进行滤波器的安装,实现更换原来和实际电网不相符的窄带滤波器。在电网中,操作断路器发生调和闸操作时,一定量的反电势会产生在和操作电路器相互分离的继电器线圈的电源上,这两个设备进行分离的瞬间会有火光冒出,这会导致高频干扰出现在继电保护回路中,这种高频干扰会产生极强的能量,会造成继电保护装置中元器件的直接损坏,为了避免这两种设备出现互相干扰的现象,应该根据有关的规程进行界限的局部改良,如此就会实现高频干扰对两种设备运行同时造成影响的有效避免,对整个继电保护的维护是很有意义的。

2.6按规程及反措要求抗干扰措施

根据二十五项反措要求:规范控制电缆的铺设,发电厂设计时考虑好电缆沟的走向,一二次电缆分层布置,尽量避免与电力电缆距离过近。避开高压母线高频电流的入地点,加大干扰源与二次电缆的距离,减小耦合电容。强弱电信号,交直流回路不得共用一根电缆,交流电压交流电流不合用一根电缆,电缆备用芯不能作为接地线使用。CT二次回路必须有且只能有一点接地;PT二次回路只允许有一点接地,保护的开出直跳回路采用强电大功率中间继电器。

结束语

总之,抗干扰措施应根据实际的需求和控制负荷进行选择,运用多种方式能更好地避免本身系统、周边环境或其他原因导致的电磁场对控制回路动作的影响。当前在各发电厂广泛采用的几种抗干扰措施,在实践过程中均表现出了不错的效果。部分人员误操作带来的瞬时高压、强电流的干扰,可通过智能电力控制系统的实施来消除,在各发电厂的升级改造中,对控制系统的去人工化,是保证电力系统稳定性的重点之一。

参考文献:

[1]孙晓飞.继电保护设备风险研究[J].科技创新与应用.2017(01)

[2]吕子岳.继电保护设备及二次回路状态检修系统构建研究[J].科技创新与应用.2016(18)

[3]覃飞莲.如何加强10kV电力继电保护设备的运维管理[J].通讯世界.2017(15)

[4]张树培,李新洪,邵宗官.智能手机继电保护设备台账系统开发[J].云南电力技术.2016(S2)

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