3 抗干扰措施
为了提高继电保护及自动装置的安全运行水平,一方面要在二次设备本身的选择,设计上提高抗干扰能力:另一方面在变电所也要采取一些抗干扰措施,从一次方面降低干扰水平。所以,针对几种不同的干扰,在变电所和继电保护装置的软硬件上需要采取抗干扰措施。
3.1 变电所的抗干扰措施
(1)控制电缆、模拟量电缆屏蔽层应在两端同时可靠接地。在220kV及以上的变电所中,所有用于连接由开关场引入电子设备问继电保护装置的电缆即电流、电压和直流跳闸电缆都应当在开关场和电子设备问两端将屏蔽层可靠接地,这是一种极其重要的抗干扰措施。在现行的继电保护工作规程中都明确指出必须在设计施工时严格执行该措施。有些地区为提高抗干扰的能力还给屏蔽电缆并行一根粗的接地导线,达到降低屏蔽层两接地点间地电位差的效果,那样抗干扰的能力会更加显著。
(2)高频电缆屏蔽层两端接地、并辅以并行的接地粗导线。每一变电所布设一根100mm 的粗导线,置于电缆架的最上层,沿途向各耦合电容分叉,分又处必须焊接。所有高频电缆的分布最好与粗导线紧密相邻以取得最理想的屏蔽效果。并根据反措要求在高频电缆芯的接线回路中窜入一个小容量电容《0.047 IJ f)1达到提高抗干扰能力。
(3)电流、电压互感器二次回路保证只有一点接地。关于互感器的接地方法,在国内外的相关规程中都有明显的规定,例如我国《继电保护和安全自动装置技术规程》中就明确规定:电流互感器的二次回路应有一个接地点,并在配电装置附近经端子排接地,对于有几组电流互感器联结在一起的保护装置,则应在保护屏上经端子排接地,电压互感器二次回路只允许有一处接地,接地点宜设在控制室内,并应牢固焊接在接地母线上。
这两点规定明确了电流互感器的接地点选择,不同作用组别电流互感器的接地方式,(例如母线差动,变压器差动,发电机差动保护等,用电流互感器组别要在保护屏上一点接地)同时也明确了电压互感器的接地方式。
电流及电压互感器二次回路必须有一点接地,其原因是为了人身和二次设备的安全,同时提高抗干扰能力,防止因为互感器一、二次线圈间的分布电容和二次回路的对地电容导致次高压引入二次回路,达到保证安全的目的。
(4)交流、直流不可混用在同一根电缆内,强电、弱电不共用一根电缆。通过这种方法来降低不同电压等级和交直流之间电磁耦合的干扰,同时还可以防止因同一根电缆中的芯线间绝缘损坏而串入不同类型的电源,而引起保护逻辑的混乱。
(5)变电所其它抗干扰措施。尽可能降低一次设备:如避雷器、电流互感器、电压互感器等的接地阻抗;降低因注入高频电流时产生的暂态电位差,构造一个低阻抗的接地网:尽可能降低变电所内的地电位差,用以降低对二次回路及保护设备的干扰。以上措施只能是最大限度的将干扰降到最低,却并不能完全消除。
3.2 保护装置及微机保护的软件抗干扰措施
3.2.1保护装置本身的抗干扰措施
(1)保护装置的箱体必须可靠的接地;
(2)集成电路型或微机型保护所有交流量和直流电源进线需先经过抗干扰电容接地,然后才进入保护屏内。经干扰处理引入装置后在屏内的进线应远离直流操作回路的导线和高频输入输出的导线,更不能绑扎在一起。
(3)交流量经过隔离变换器,直流输入经过逆变电源,且变换器及电源逆变的所有一、二次绕组问必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏上良好接地。
(4)开入量经光电隔离引入,开出量经过光电隔离输出。
(5)保护装置的出口经过三取二闭锁。
(6)对于微机保护在每一个CPU上均应配有硬件自复位电路。
3.2.2 微机保护在软件上采取的抗干扰措施
(1)对RAM 自检
RAM 中存放着保护的运算数据,自检的方法是由CPU先向RAM 中写入一个数据,紧接着再从该地址中取出该数比较是否一致,通过这种方法来检验RAM 工作的是否正常。
(2)对EPR0M 的检测
EPROM 中存放的是保护工作的程序,它是保护装置的灵魂,对它的自检方法是对EPROM 内每一个地址里的机器码进行一种特定的数据运算,最后得到一个数,而这个数则存放在EPROM 的最后一个地址中,微机保护在正常运行时也用这种特定的运算方法对EPROM 中的数据进行运算,若EPROM正常,则运算结果与最后一个地址中数据相同(这个数也即我们常说的CRC校验码),若运算结果与CRC校验码不同,则告警。
(3)对E2PR0M 的检测
E2PROM是微机保护用来存放定值的,对它的检测类似于EPROM 的检测,不同的是微机保护在固化定值的同时也会固化一位运算CRC码到该定值区的最后一位,正常运行时的自检会对相应区的定值进行运算之后再和该CRC码比较,来检验E2PR0M的正确性。
(4)开入回路检查
在微机保护上电时会对所有开入全面检查,确认常开与常闭状态的开入量有那些并储存这些开入量的状态,在微机保护巡检过程中只需将实际采集到的开入量与上电时的状态比较即可。
(5)各CPU插件与人机对话插件的巡检
MMl先向各CPU发送问候信号,之后CPU向MMl返回一个正常信号,若CPU不返回信号或返回异常信号,则告警,若MMI长期不向CPU发信号,则CPU驱动一个巡检终断继电器,发巡检终断信号。
(6)跳闸指令的跳闸入口合理输出
微机保护发出跳闸命令的过程可以通过一定方法来防止因外部干扰而误发命令,如图2所示。
在微机保护进入跳闸程序后,先发出第一个跳令,之后就按系统故障时保护出口的顺序检查某些标志位(如:启动标志位QDB=1 7,测量元件动作位=1 7等等),若这些标志位状态正确,再发跳令2,同样经过检查相应的标志位后才会真正输出跳令,若是某些干扰使程序进入跳闸入口,则肯定无法通过标志位的检查,所以微机保护可以通过这种方法来提高出口回路的抗干扰能力。
4 结束语
随着电力系统的迅速发展,自动化在电力系统中的应用越来越多,处理好抗干扰问题将是系统安全运行的一个关键环节。在设计、施工和运行中加以充分的重视,则完全可以使继电保护有一个低干扰的运行环境。
参考文献
[1]电力系统继电保护设计原理 吕继绍 水利电力出版社 1992.10
[2]电力系统继电保护原理与应用 宋从矩 华中理工大学 2003.5
[3]电力系统继电保护 税正中 重庆大学出版社 1997.5
[4]电能质量分析与控制 肖湘宁 中国电力出版社 2004