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1、微机型继电保护装置的抗干扰措施点击:19 添加时间: 2007-8-2 16:47:25 近年来,微机型继电保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。和常规保护相比,微机保护具有先进的原理及结构,安装调试简单,运行维护方便,保护动作迅速灵敏可靠,能自动记录故障信息等显著的优点。但是在现场运行过程中,如果运行环境差,抗干扰措施落实不当,则很容易受到外界环境的干扰,造成保护不正常,甚至发生保护误动作,严重威胁到电网的安全运行。1 常见二次回路干扰的种类及传播途径 一般情况下,由于系统内发生接地故障、倒闸操作或者雷击等原因都将产生较强的电磁干扰。干扰电压主要是通过交流电压、电流回路,信号及控制回路的电缆
2、进入保护二次设备,使装置的“读程序”或者“写程序”出错,导致 CPU 执行非预定的指令,或者使微机保护进入死循环。常见的干扰有以下几种: (1) 变电站内发生单相或者多相接地故障时,强大的故障电流沿着接地点进入变电站的地网,使得地网上任意不同的两点之间产生很高的地电位差。这种干扰通常称之为 50 Hz 工频干扰。 (2) 当操作变电站 内的开关设备,比如高压隔离开关切合带电母线时,将在二次回路上引起高频干扰。干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网,产生频率为 50 Hz1 MHz 不等的高频振荡,在二次回路上引起较强的高频干扰。 (3) 每当进入雨季,发生雷击时,由于电与磁的耦合,也会在高压导
3、线和大地之间感应出干扰电压,称之为雷电干扰。(4) 当断开接触器或者继电器的线圈时,会产生宽频谱的干扰波,其干扰频率甚至可达到 50 MHz。另外,在高压区使用对讲机、移动电话等通讯工具,也将产生高频电磁场干扰。 2 抗干扰措施的实施情况 抗干扰的最基本措施就是防止干扰进入弱电系统。一方面是通过改进装置的硬件部分,增加其抗干扰能力;另一方面可以从外部环境着手,通过各种屏蔽、隔离措施,切断干扰的传播途径。 根据省公司的“反措”要求,淮北供电局对集成电路保护采取了沿电缆沟铺设截面为 100 mm2接地铜排的措施,这为微机保护的反措提供了条件。并针对上述干扰问题,按“电力系统继电保护及安全自动装置反
4、事故措施”的要求,采取了以下几种抗干扰措施。 2.1 对微机保护硬件采取相应的抗干扰措施 目前生产厂家在产品的研制过程中采取了各种优异的抗干扰措施,比如采用 VFC 数据采集系统,使模拟系统和数字系统在电气上完全隔离,大大增强了装置硬件的抗干扰能力。以 WXB-11 型微机保护为例,装置硬件采取的抗干扰措施有: (1) CPU 插件的总线不出芯片; (2) 模拟量的输入通道加光耦; (3) 所有的开入、开出加光隔;(4) 引入装置的电源加滤波措施;(5) 增加对 RAM、EPROM 的自检功能;(6) 装置背板的走线采用抗干扰措施。 2.2 保护屏的接地措施 微机保护屏内所有的隔离变压器一、二
5、次绕组间应当有良好的屏蔽层,并可靠接地。微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地;将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后,将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于 50 mm2 的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连,而后接于截面不小于 100 mm2 的接地铜排上,再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。 2.3 保护二次回路电缆的抗干扰措施 (1) 对于由开关场引入保护装置的交流电流、电压回路,信号回路,直流控制回路等电缆全部采用屏蔽电缆,如 KVVP2-22、KYJVP、KXQ20 等型号电缆。屏蔽层应采用电阻系数小的铜、铝等材料制成,而以前普遍使用的
6、 KVV 等型号的钢带电缆均无屏蔽作用。(2) 屏蔽电缆的屏蔽层两端应可靠接地。在做电缆头之前,用 1.52.5 mm2 的单股铜芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕 10 圈以上,并进行固定,然后再做电缆头,用热缩管封紧,将单股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上,开关机构处接于可靠的接地点上。 (3) 高频同轴电缆屏蔽层两端接地。对于高频保护用的高频同轴电缆,其屏蔽层两端应可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧,高频电缆的屏蔽层用直径 1.52.5 mm2 的铜芯线紧紧缠绕并密封后,接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外在结合滤波器的二次接口处,可用大于 10 mm2 的多股铜
7、芯线将高频电缆的屏蔽层和接地线可靠相连。 3 抗干扰措施实施过程中的误区 (1) 利用备用电缆芯两端同时接地来作为抗干扰措施。实践证明,由于开关场各处的地电位不相等,两端接地的备用电缆芯中仍然会有电流流过,这对于其中不对称排列的工作电缆芯会感应出电势,从而对保护造成干扰。 (2) 只将屏蔽电缆屏蔽层的一端接地。这样,非接地端的屏蔽层对地和导线对地之间将出现很高的暂态电压,对保护装置造成较强的干扰。所以电缆一端的屏蔽层接地、屏蔽层中间断裂不完整等都将严重地降低屏蔽效果。 微机型继电保护装置的抗干扰措施 工业电器行业门户网站-工业电器网添加时间:2007-3-2 8:36:25 近年来,微机型继电
8、保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。和常规保护相比, 微机保护具有先进的原理及结构,安装调试简单,运行维护方便,保护动作迅速灵敏可靠, 能自动记录故障信息等显著的优点。但是在现场运行过程中,如果运行环境差,抗干扰措 施落实不当,则很容易受到外界环境的干扰,造成保护不正常,甚至发生保护误动作,严 重威胁到电网的安全运行。 1 常见二次回路干扰的种类及传播途径 一般情况下,由于系统内发生接地故障、倒闸操作或者雷击等原因都将产生较强的电 磁干扰。干扰电压主要是通过交流电压、电流回路,信号及控制回路的电缆进入保护二次 设备,使装置的“读程序”或者“写程序”出错,导致 CPU 执行非预定的指令,或者使
9、微 机保护进入死循环。常见的干扰有以下几种: (1) 变电站内发生单相或者多相接地故障时,强大的故障电流沿着接地点进入变电站 的地网,使得地网上任意不同的两点之间产生很高的地电位差。这种干扰通常称之为 50 Hz 工频干扰。 (2) 当操作变电站 内的开关设备,比如高压隔离开关切合带电母线时,将在二次回 路上引起高频干扰。干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网,产生频率为 50 Hz1 MHz 不等的高频振荡,在二次回路上引起较强的高频干扰。 (3) 每当进入雨季,发生雷击时,由于电与磁的耦合,也会在高压导线和大地之间感 应出干扰电压,称之为雷电干扰。 (4) 当断开接触器或者继电器的线圈时,
10、会产生宽频谱的干扰波,其干扰频率甚至可 达到 50 MHz。另外,在高压区使用对讲机、移动电话等通讯工具,也将产生高频电磁场 干扰。 2 抗干扰措施的实施情况 抗干扰的最基本措施就是防止干扰进入弱电系统。一方面是通过改进装置的硬件部分,增加其抗干扰能力;另一方面可以从外部环境着手,通过各种屏蔽、隔离措施,切断干扰 的传播途径。 根据省公司的“反措”要求,淮北供电局对集成电路保护采取了沿电缆沟铺设截面为 100 mm2 接地铜排的措施,这为微机保护的反措提供了条件。并针对上述干扰问题,按 “电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施”的要求,采取了以下几种抗干扰措施。 2.1 对微机保护硬件采取相
11、应的抗干扰措施 目前生产厂家在产品的研制过程中采取了各种优异的抗干扰措施,比如采用 VFC 数据 采集系统,使模拟系统和数字系统在电气上完全隔离,大大增强了装置硬件的抗干扰能力。 以 WXB-11 型微机保护为例,装置硬件采取的抗干扰措施有: (1) CPU 插件的总线不出芯片; (2) 模拟量的输入通道加光耦; (3) 所有的开入、开出加光隔; (4) 引入装置的电源加滤波措施; (5) 增加对 RAM、EPROM 的自检功能; (6) 装置背板的走线采用抗干扰措施。 2.2 保护屏的接地措施 微机保护屏内所有的隔离变压器一、二次绕组间应当有良好的屏蔽层,并可靠接地。 微机保护装置的箱体必须
12、经试验确定可靠接地;将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后, 将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于 50 mm2 的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连,而后接于截面不小于 100 mm2 的接地 铜排上,再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。 2.3 保护二次回路电缆的抗干扰措施 (1) 对于由开关场引入保护装置的交流电流、电压回路,信号回路,直流控制回路等 电缆全部采用屏蔽电缆,如 KVVP2-22、KYJVP、KXQ20 等型号电缆。屏蔽层应采用电阻 系数小的铜、铝等材料制成,而以前普遍使用的 KVV 等型号的钢带电缆均无屏蔽作用。 (2) 屏蔽
13、电缆的屏蔽层两端应可靠接地。在做电缆头之前,用 1.52.5 mm2 的单股铜 芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕 10 圈以上,并进行固定,然后再做电缆头,用热缩管 封紧,将单股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上,开关机构 处接于可靠的接地点上。 (3) 高频同轴电缆屏蔽层两端接地。对于高频保护用的高频同轴电缆,其屏蔽层两端 应可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧,高频电缆的屏蔽层用直径 1.52.5 mm2 的铜芯 线紧紧缠绕并密封后,接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外在结合滤波器的二次接 口处,可用大于 10 mm2 的多股铜芯线将高频电缆的屏蔽层和接地线可靠相连。 3 抗干扰措施实施过程中的误区 (1) 利用备用电缆芯两端同时接地来作为抗干扰措施。实践证明,由于开关场各处的 地电位不相等,两端接地的备用电缆芯中仍然会有电流流过,这对于其中不对称排列的工 作电缆芯会感应出电势,从而对保护造成干扰。 (2) 只将屏蔽电缆屏蔽层的一端接地。这样,非接地端的屏蔽层对地和导线对地之间 将出现很高的暂态电压,对保护装置造成较强的干扰。所以电缆一端的屏蔽层接地、屏蔽 层中间断裂不完整等都将严重地降低屏蔽效果。