變電所高頻保護(hù)抗干擾研究論文

時(shí)間:2022-10-15 08:00:00

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變電所高頻保護(hù)抗干擾研究論文

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(hù)方式及各種電磁對(duì)其的干擾,討論了高頻保護(hù)應(yīng)采取的抗干擾措施。

1.引言

高頻保護(hù)包括相差高頻保護(hù)和功率方向閉鎖高頻保護(hù)。相差高頻保護(hù)是測(cè)量和比較被保護(hù)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(hù),是比較被保護(hù)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(fù),線路內(nèi)部故障,兩側(cè)功率方向都由母線指向線路,保護(hù)動(dòng)作跳閘,信號(hào)傳遞方式相同。相差高頻保護(hù)不受系統(tǒng)振蕩影響。高頻保護(hù)是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯(lián)保護(hù)。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(yán)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(duì)高頻收發(fā)訊機(jī)產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致高頻保護(hù)誤動(dòng)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(diǎn)接地時(shí),就會(huì)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(huì)通過測(cè)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(dá)30kv,頻率可達(dá)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(chǎng)的能量向周圍空間輻射,同時(shí)通過連接在母線或線路上的測(cè)量設(shè)備直接耦合至二次回路。

上述理論分析及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可得出以下規(guī)律:㈠暫態(tài)電磁場(chǎng)的幅值隨電壓等級(jí)的增高而增高,主導(dǎo)頻率隨電壓等級(jí)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(chǎng)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(huì)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(shí),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(shí)受其工頻電磁場(chǎng)作用。對(duì)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(huì)產(chǎn)生工頻電磁場(chǎng)。一般而言,電壓等級(jí)越高,產(chǎn)生的電場(chǎng)也越大,但磁場(chǎng)相反減小。

(5)二次回路中的開關(guān)操作。由于感性負(fù)載的存在,在二次回路的信號(hào)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(shí)會(huì)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(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置來說,保護(hù)屏必須要求可靠接地,而高頻保護(hù)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(hù)的原理是線路本側(cè)收到對(duì)側(cè)信號(hào)且對(duì)側(cè)停信時(shí),由"收訊輸出"給出保護(hù)動(dòng)作的一對(duì)接點(diǎn)信號(hào),該過程中高頻信號(hào)存在大約5ms的間斷,此間斷將作為出口動(dòng)作的判據(jù)。

(3)限制過電壓對(duì)裝置的影響。為防止雷擊時(shí)產(chǎn)生過電壓,可在通道入口處并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙?,由于電容具有兩端電壓不能突變的性質(zhì),當(dāng)靜電感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓出現(xiàn)時(shí),首先要向并聯(lián)電容充電。隨著充電過程的進(jìn)行,副邊電壓才會(huì)慢慢升起來,由于靜電感應(yīng)過電壓一般出現(xiàn)的時(shí)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(shí),過電壓已消失,這樣就能大大限制地電壓對(duì)高頻收發(fā)訊機(jī)的侵害。

(4)高頻位置停信加裝手合繼電器延時(shí)閉合接點(diǎn)。當(dāng)空載線路手動(dòng)合閘時(shí),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(shí)會(huì)達(dá)到高頻保護(hù)的啟動(dòng)值,此時(shí)會(huì)造成高頻保護(hù)誤動(dòng),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(hù)裝置對(duì)位置停信略帶延時(shí),使位置停信延時(shí)停信,應(yīng)將手合繼電器的一對(duì)常閉接點(diǎn)(延時(shí)斷開,瞬時(shí)閉合)串入裝置的位置停信回路中,對(duì)裝置進(jìn)行高頻保護(hù)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(shí)增設(shè)人工接地極。

結(jié)束語

保證高頻收發(fā)訊機(jī)正常可靠運(yùn)行,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中必須注意幾點(diǎn):①設(shè)備測(cè)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(jìn)行對(duì)調(diào)時(shí),多次準(zhǔn)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(jī)阻抗匹配。