摘 要：根据笔者从事电力事业多年的工作经验与认识，本文主要对影响继电保护安全运行的常见干扰进行简要的分析，并提出相应的抗扰措施。

关键词：干扰；继电保护

 

继电保护装置还在采用电磁型元件时，因为元件本身抗干扰能力较强，干扰问题还不够突出。随着科技与电网的发展、输电线路电压等级的提高，对电网一次设备和继电保护装置的安全稳定运行提出了更高的要求，继电保护装置发展为集成型和微机型之后，因半导体元件的大量使用，使得二次回路和设备上的电磁干扰问题开始日渐突出。

变电所恰是一个具有高强度电磁场的特殊环境，装设在高压变电所的继电保护和自动装置总是受到正常运行情况下和某些特殊情况下产生干扰的侵害。影响继电保护和安全自动装置的干扰主要包括来自一次系统的干扰(雷击)、一次系统发生的故障、在变电所内进行断路器，隔离刀闸的操作等等，也包括来自二次回路本身的干扰：例如断开中间继电器的电磁线圈、近距离使用对讲机、手机、人身静电对设备外壳放电、微机保护的算法、电缆的对地电容、交流成份窜入直流回路等。

变电所一次设备上的强电磁干扰和二次回路本身的电磁干扰是通过感应、传导和辐射等途径引入到继电保护装置中的半导体元件上的。当干扰水平超过装置逻辑元件允许的干扰水平时，将引起继电保护装置的不正常工作。从而使整个装置的工作逻辑或出口逻辑异常，这将会导致继电保护装置在正常情况下误动、误跳开关，系统故障情况下拒动或误动扩大事故范围。这些不正确的动作行为对系统安全稳定都有可能造成十分严重的后果。因此变电所的电磁干扰和继电保护装置的抗电磁干扰就成为一对很突出的矛盾。

所以为了继电保护装置和自动装置能够安全可靠的运行，整体上需要做好两方面的工作：一方面是提高继电保护装置本身抗干扰能力，尤其微机保护在软硬件上要提高抗干扰能力；另一方面是必须限制引入到继电保护装置的干扰要低于装置本身的耐受干扰水平。在设计、安装、施工时尽可能的全面估计干扰的种类，通过一些有效的手段将干扰降至最低。

2.1高频干扰

变电所内对二次回路及二次联接设备产生高频干扰的重要来源主要有：断路器的操作送电、隔离刀闸带电操作空母线(例如旁路母线)等。对于隔离刀闸向空母线充电可以等效为隔离刀闸合闸于不带电的纯电容负荷，如图1所示：

 

当隔离开刀闸动静触点逐渐接近时，两触点间电场强度随之增大，直到发生拉弧现象。一般情况下由于隔离刀闸操作速度较慢，第一次拉弧多数发生在电源侧工频电压最大值附近，当闪络拉弧开始，电流将通过隔离刀闸触点向电容迅速充电。在电容充满电压的同时，U。于U 间电压为零，这时开关触点间电源侧的电容充电的回路自然中断。通过零电位点后，由于电源侧U 随着工频电压变化幅值和相位，导致U。与U 之间的电压又开始增大，逐渐U。与U 换极性，当到它们之间的电压增大到击穿电压时，开关触点第二次被击穿。同时又对电容快速充电。伴随着触点间隙逐步靠近，隔离刀闸动静触头间击穿电压也逐步降低，每一次闪络拉弧的电压幅值也越来越小。所以当合闸过程继续进行时，所产生的高频干扰严重性迅速降低。(对于拉开空母线的情况则与上述过程完全相反。)

隔离刀闸带电合空母线在开始闪络拉弧的初始阶段将产生每秒钟二三百次的再点弧过程。每次都将产生前沿很陡的电流与电压波，这些波沿母线传播，并经母线终端或各种电容器设备注入地网(例如电容式电压互感器J，行波在每一个断点处都产生反射，从而产生各种高频振荡，其频率范围一般为50kHz至5MHz之间。这些高频振荡与二次回路耦合会感生出强烈的干扰。

2.2 辐射干扰

在手机、步话机的附近会产生强辐射电场和相应的磁场，变化的磁场会在附近的半导体器件回路中将感应高频电压，形成了一个假的信号源，在经过整流后可能将数字回路的逻辑电位偏移甚至造成逻辑混乱，经实验在一些收发讯机，录波器1 M范围内使用手机，步话机，收发讯机会启动，同样录波器也会启动。由此可以看出辐射干扰对保护装置的影响是不容忽视的。

2.3 工频干扰

当变电所内发生接地故障时。会在变电所地网中和大地中流过接地故障电流，通过地网的接地电阻，使接地故障后的变电所地网电位高于大地电位，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流1OV。

2.4 直流电源干扰

对于直接电源的干扰主要有两个方面，其一是直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断与恢复。因为抗干扰电容与分布电容的影响，直流的恢复可能极短，也可能较长，在直流电压的恢复过程中，电子设备内部的逻辑回路会发生畸变，造成继电保护功能紊乱而引起误发信号，误输出跳闸命令的错误动作行为；另一种情况是因外部原因致使直流回路中窜入交流分量，这种情况对经长电缆自变电所引入保护装置的控制及信号回路都有很大的影响。也就是说直流电源中一旦串入交流成份，便会影响继电保护设备的动作行为，对系统的稳定造成很大的破坏。

2.5 静电放电干扰

在干燥的环境下，工作人员的衣物上可能会带有高电压，在穿绝缘鞋的情况下，他们可以将电荷带到很远的地方，所以当工作人员接触电子设备时会对其放电，放电的程度依设备的接地情况，环境不同而不同，严重时会烧毁电子元件。

2.6 雷击

雷击对变电所的一次、二次设备都产生很大的影响，有研究结果表明，对于干扰而言：雷击相似于幅值。平均为25kA的冲击型电流源，其上升时间从1 S到大于5O u S，衰减到一半幅值的时间从几十u S到几百u S不等。无论雷击在变电所的什么部位上，最终的雷击波都将经变电所母线四面传播，并经避雷器入地。由于电与磁之间的耦合，会在导线与地面之间产生干扰电波，这种干扰在屏蔽电缆中感应的电压波形决定于电缆本身的谐振频率。对于普通的屏蔽电缆，在严重雷击时其干扰将超过1 kV。雷击的另一重要影响是雷击电流流入大地后产生的暂态地电位升高。当变电所接地部位直接雷击或雷击电流经避雷器入地时，高频电流会因为地网的高电阻，从设备到地网接地线的接地阻抗等等引起的暂态地电位升高。