變電所高頻保護抗干擾研究論文
時間:2022-10-15 08:00:00
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摘要:主要深入分析了當今在變電所中普遍存在的高頻保護方式及各種電磁對其的干擾,討論了高頻保護應采取的抗干擾措施。
1.引言
高頻保護包括相差高頻保護和功率方向閉鎖高頻保護。相差高頻保護是測量和比較被保護線路兩側電流量的相位,是采用輸電線路載波通信方式傳遞兩側電流相位的。功率方向閉鎖高頻保護,是比較被保護線路兩側功率的方向,規定功率方向由母線指向某線路為正,指向母線為負,線路內部故障,兩側功率方向都由母線指向線路,保護動作跳閘,信號傳遞方式相同。相差高頻保護不受系統振蕩影響。高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的線路縱聯保護。當前隨著電網容量的增大、系統電壓的升高,各類電磁干擾現象比較嚴重。由于輸電線路是高頻通道的一部分,所以高壓系統的斷路器操作、短路故障和遭受雷擊等引起的電壓,就可能對高頻收發訊機產生干擾,導致高頻保護誤動作。所以,了解各類干擾源,采取相應的抗干擾措施至關重要。
2.主要干擾源
(1)其中雷電擊線路、構架和控制樓。直接雷擊到戶外線路或構架,產生大電流流入接地網,二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時,就會因地網電阻的存在而產生流過屏蔽層的暫態電流,從而在二次電纜的心線中感應出干擾電壓,線路感應的過電壓也會通過測量設備引入二次回路。雷擊變電所在其二次回路中產生的干擾電壓可高達30kv,頻率可達幾兆赫。
(2)高壓隔離開關和斷路器的操作。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(或電氣設備間的連線)相當于天線,將暫態電磁場的能量向周圍空間輻射,同時通過連接在母線或線路上的測量設備直接耦合至二次回路。
上述理論分析及實測數據可得出以下規律:㈠暫態電磁場的幅值隨電壓等級的增高而增高,主導頻率隨電壓等級增高而降低。㈡與隔離開關操作相比,斷路器操作所引起暫態電磁場的幅值小,主導頻率高、脈沖總數少。
(3)系統短路故障。系統短路故障與雷擊構架一樣會引起地網電位的升高,從而在二次電纜中引起干擾電壓。變電所內高壓母線單相接地時,在二次電纜心線上產生的干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏,暫態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受其工頻電磁場作用。對于電子束類的顯示設備產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產生工頻電磁場。一般而言,電壓等級越高,產生的電場也越大,但磁場相反減小。
(5)二次回路中的開關操作。由于感性負載的存在,在二次回路的信號電源端口以及控制端口產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會產生中等頻率的振蕩暫態電壓。
抗干擾措施
(1)裝置均必須可靠接地。對于微機保護裝置來說,保護屏必須要求可靠接地,而高頻保護也應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電容。高頻閉鎖式保護的原理是線路本側收到對側信號且對側停信時,由"收訊輸出"給出保護動作的一對接點信號,該過程中高頻信號存在大約5ms的間斷,此間斷將作為出口動作的判據。
(3)限制過電壓對裝置的影響。為防止雷擊時產生過電壓,可在通道入口處并聯適當的電容,由于電容具有兩端電壓不能突變的性質,當靜電感應產生的過電壓出現時,首先要向并聯電容充電。隨著充電過程的進行,副邊電壓才會慢慢升起來,由于靜電感應過電壓一般出現的時間都很短,并聯電容兩端電壓(即副邊電壓)還沒有升到足夠高時,過電壓已消失,這樣就能大大限制地電壓對高頻收發訊機的侵害。
(4)高頻位置停信加裝手合繼電器延時閉合接點。當空載線路手動合閘時,由于線路的分布電容,將產生較大的電容電流,此電流有時會達到高頻保護的啟動值,此時會造成高頻保護誤動,導致線路合不上斷路器。為防止此類現象的發生,可在送電側斷路器保護裝置對位置停信略帶延時,使位置停信延時停信,應將手合繼電器的一對常閉接點(延時斷開,瞬時閉合)串入裝置的位置停信回路中,對裝置進行高頻保護閉鎖。(5)盡可能降低一次設備如避雷器、電流互感器、電壓互感器等的接地電阻,接地電阻不夠時增設人工接地極。
結束語
保證高頻收發訊機正常可靠運行,現場調試中必須注意幾點:①設備測試必須校零,選擇正確檔位。②調試插件內的可調變阻器應使用無感工具。③在通道進行對調時,多次準確記錄收發訊值。④調試功放插件中的元件功放管不可在過載狀態下工作。⑤高頻電纜同收發訊機阻抗匹配。
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