继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施研究

继电保护二次回路干扰源及抗干扰措施研究
摘要：继电保护装置抗干扰措施是一项十分重要的工作，深入开展保护装置抗
干扰措施的研究，对电网安全稳定运行有着重要的现实意义。

针对保护装置实际
运行存在的电磁干扰问题，采取相应的抑制措施，实践证明能有效提高继电保护
装置等二次设备的可靠性。

关键词：继电保护；二次回路；干扰源；抗干扰措施
1 继电保护二次回路运行原理
在发电厂继电保护二次回路中，采用控制回路和交流电源，一些设备不能控
制感应电，当电力值达到一定的高度时，那么就会造成电压出现一定程度的降低，从而对二次回路造成一定的干扰。

这时可以认为电动势与电压的值基本相同。

如
果将输出的功率保持一致的话，那么就需要要求磁通量保持不变。

磁通量的变化
主要的变量和影响因素是电压和频率，对这两个量进行调整可以维持控制回流稳定，进行继电保护电路运作频率，间接调整和控制二次回路的电压。

在实际的运
用过程中，当频率的值到达一个极值点时，那么受到一些耐压的限制，电压不会
继续提升，这也在一定程度上限制了磁通量的变化，从而维持二次回路的稳定性。

2 继电保护二次回路干扰源分析
2.1 控制回路所产生的干扰
如果继电器的线圈或者接触器断开时，会相应的出现干扰波，该宽频谱干扰
波的干扰频率最高可达50MHz，因此会对二次回路产生非常大的影响。

2.2 50Hz工频干扰
如果大电流接地系统出现单相接地短路的现象，则变电站接地网中会有故障
电流流过，其经过接地体的阻抗时，会有电压降产生，从而变电站中各点的地电
位差别会比较大。

在同一个回路中，有多个分布在不同区域的不同接地点，在连
接各接地点的电缆芯中，各接地点间的电位差会产生电流。

而且在两端接地的电
缆芯中、多点接地的电缆屏蔽层中，地电位差也会产生电流，从而在电缆芯线中
就会出现干扰电压。

2.3 感应
同一电缆内的感应，当同一电缆中某一芯线通过很强的干扰电流时，将在其
他芯线感应出很高的干扰电压，并在终端联接设备上以共模干扰与差模干扰的形
式出现。

此外，不同能量等级的强电与弱电回路共用同一电缆时，当强电回路的
电能突变，也会对弱电回路感应出不能接受的干扰。

2.4 雷电干扰
一旦到了梅雨时节，发生雷电现象的次数增多，伴随着打雷，大气中的磁场
发生变化，在靠近高压线的地方和高压线产生反应，这个时候电和磁就会发生耦
合的情况，使的高压电线和地面两者之间产生干扰的电压，继而对继电保护二次
回路产生干扰。

2.5 产生高能辐射的设备的影响
一般在线路的高压区内时禁止使用移动电话以及对讲机等通讯设备，因为它
们会在使用的时候产生一些高能的辐射，影响线路附近的磁场，产生一些高频率
电磁场，对整个二次回路产生干扰。

2.6 高频干扰
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50Hz～1MHz不等的高频振荡，在二次回路上引起较强的高频干扰。

3 继电保护二次回路的抗干扰措施分析
3.1 沿高频电缆敷设接地铜线
若高频同轴电缆只在一端接地，在隔离开关操作空母线等情况下，必然在另
一端产生暂态高电压。

即可能在收发信机端子上产生高电压，可能中断收发信机
的正常工作，甚至损坏收发信机部件。

在开关场，高频电缆屏蔽层在结合滤波器
二次端子上，用大于10mm绝缘导线连通并引下，焊接在分支铜导线上；在控制
室内，高频电缆屏蔽层用1.5～2.5mm的多股铜线直接接于保护屏接地铜排，实
现接地。

要注意的是，个别人误以为收发信机机壳能可靠接地，只把高频电缆屏
蔽层接到收发信机接地端子，而没有直接接到保护屏接地铜排上，这可能只是一
点接地。

为了进一步降低开关场和控制室两接地点间的地电位差和电流流过高频
电缆屏蔽层引起的电压降，在紧靠电缆处敷设截面为100mm2两端接地的接地铜线，该铜线在控制室电缆层处与地网相接，并延伸至与保护屏等电位面相连；在
开关场距结合滤波器接地点3～5m处与地网连通，并延伸至结合滤波器的高频电缆引出端口。

3.2 使用屏蔽信号较好的电缆
一旦电缆用于传导交流电流，会产生电压以及信号的回路，尤其是会通过开
关的地方将带进保护装置的电缆的选用需要格外注意，可以选取屏蔽信号较好的
电缆。

一般这类电缆的屏蔽层的组成铜线的电阻系数都会较低。

而且在发生雷电
现象时，可以在继电保护的回路中起到屏蔽的作用，将产生的干扰信号疏散开，
降低干扰影响。

在铺设二次电缆的时候，可以用多股铜芯线包裹在电缆的两层屏
蔽层上，最后再用热缩管将其固定封好，这是要注意，要把单股铜芯线的另外一
边和地面靠紧，这样才能有效的起到抗干扰的效果。

3.3 选用合适的结合滤波器
高压电线接地的时候出现问题的话，接地的电流通过电缆流经变电站的接地网，而高频率的电缆一旦两边都连接着地面就会在，电缆连接的两边工频地电位
出现不一致，原本纵向的电压发生偏离会进入到高频率电缆的回路当中对变量器
造成影响，甚至可能造成发信的中断，导致闭锁保护的意外触发。

所以要选用适
当的结合滤波器，在整个线路中串联一个电容设备，可以对这种产生的工频电流
造成阻断，按期检查结合滤波器，定时更换，保证其对二次回路中防干扰的作用。

3.4 调整控制回路
在继电器中，一般都采用绝缘线路和电感元件调整控制回路。

在系统改造或
者设计的过程中，要注意继电器器二次回路的抗干扰情况。

当出继电控制水平偏
低时，那么就要对线路进行检测，判断是否出现辐射干扰和开关误跳闸。

因此，
加强继电器的接地措施，保证控制板与传感器之间能够供地连接。

在控制回路控
制板中，根据输入的电源添加EMI滤波系统，防止电路的其他设备的信号对控制
回路所造成的影响。

另外，采用高频磁环、共模电感等，不仅经济成本低，效果
明显，从而防止电路传导过程中电流的干扰。

3.5 构造继电保护装置
电位面把集中在控制室的继电保护盘柜都置于同一等电位平台上，使该等电
位面与接地主网只用一点联接，这样等电位面的电位可以随着地网的电位变化而
浮动，避免控制室地网的地电位差窜入继电保护装置，有利于屏蔽干扰。

采用将
各保护屏的铜排以首尾相连铜焊接形成闭环回路，与控制室地网相连接。

3.6 防止地电位差产生干扰的措施
防止电位差干扰对二次回路的影响，首先要确保变电所有一个完善的地电网，有条件时可以补充铜排连接，将各点可能产生的电位差降到最低。

其次要保证各
二次回路对地绝缘良好，确保在地电网产生较大电位差时，不致损坏二次回路绝缘，影响二次回路的正常运行。

对于电流、电压互感器的二次回路，要求严格按
照一个电气连接中只能有一个接地点。

如果一个电气回路中存在两个接地点，电
位差产生的地网电流会穿入该回路，影响保护的正确动作。

结束语：
继电保护装置抗干扰措施是一项十分重要的工作，深入开展保护装置抗干扰
措施的研究，对电网安全稳定运行有着重要的现实意义。

针对保护装置实际运行
存在的电磁干扰问题，采取相应的抑制措施，实践证明能有效提高继电保护装置
等二次设备的可靠性。

参考文献：
[1]李伟明.继电保护二次回路抗干扰措施浅析[J].价值工程，2014（36）
[2]孔海波.变电站继电保护二次回路的分析与研究[D].山东大学，2013.
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[4]探讨继电保护二次回路抗干扰措施[J].唐毅. 广东科技.2015（17）。