微机继电保护的干扰及其防范对策
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【摘 要】变电站继电保护的集成化与微机化是普遍趋势，分析与研究解决微机继电保护造成的干扰及其防范对策很有必要。本文首先简要介绍了微机继电保护装置，继而根据干扰类型提出了故障防范与故障处理对策。
【关键词】继电保护；保护装置；干扰类型；防范对策
随着线路电压级别升高，半导体元件大规模使用，让二次回路以及设备中的干扰问题目益突出。我们需要在整体上做好继电保护设备自身防干扰能力，特别是微机保护抗干扰能力，在先期设计以及安装与施工时尽量对干扰种类估计全面，把干扰降到最低。
1 装置概述
微机继电保护设备以微处理器作为工作核心，加以输入、输出端口、通讯接口、人机接口等为辅助设施。同传统技术比起来，它具有以下几项优点：继电保护性能与可靠性得到增强；电气二次线路的编程软接线形式更为简便；CPU资源得到充分利用，实现关联的管理、测量、通讯、故障追忆等功能；强大的自检能力，省去大量预防性继电保护试验；强大的扩展能力。能够更好地实现变电站对继电保护设备的灵敏性、选择性、可靠性和快速性要求。
2 干扰类型
2.1 辐射干扰。在对讲机、手机等物体附近可以形成强辐射电场与磁场，磁场的变化会使半导体器件回路形成假性信号源，整流后可以造成电位偏移或者是逻辑混乱。经过试验，录波器、收讯机附近一定的范围内使用对讲机或者是手机，设备会自动启动。
2.2 高频次干扰。干扰重要来源有隔离刀闸、合闸对旁路母线进行带电操作。隔离刀闸给空母线充电的过程也可以等效反应成隔离刀闸合闸到无电电容负荷。在初始的闪络拉弧阶段，带电合隔离刀闸空母线形成二百次每秒的再点弧。每次都能形成前沿很陡的电压波及电流。电压波经母线终端注入地网，注入过程在所有断点处都会形成反射，继而造成高频振荡。高频振荡同二次回路发生耦合，生成干扰。
2.3 工频干扰。变电站有接地故障发生时，变电站地网里会形成接地电流，通过接地电阻，使地网电位高过大地电位，此电位幅度同入电电流和接地电阻有关。其最大值能得到故障电流每安10V。
2.4 直流干扰。干扰主要体现在两个方面，其一是直流回流故障造成的电源短时中断。由于抗干扰电容或者是分布电容造成的影响，直流恢复过程的时间不固定，在这一阶段，设备逻辑回路会产生畸变，微机继电保护因为功能紊乱而发送错误信号，或者是跳闸命令误输出。其二是有交流分量窜入到直流回路中去，这会对信号回路控制产生不利影响，直接破坏系统的稳定性。
2.5 静电干扰。工作人员身上带有的高电压，可能将电荷带至非常远的地方，再碰到电子设备时能对其放电，放电量大小因环境、设备接地情况而有所区别，严重的会造成电子原件烧毁。
3 干扰防范对策
3.1 继电保护设备接地。
安全接地是指用电设施绝缘层受到电压影响升高温度，造成绝缘老化，或者外部机械力损伤造成绝缘能力下降，因而设备的操作手柄、金属外壳等会形成比较大的对地电压，形成安全隐患。因此需要想办法降低外壳对地电位。一般采取的是接零或者接地的形式，即把装置外壳接在电源零线或者大地上。而外壳接地还会起到有效的屏蔽静电、减少感应噪声的效果。若装置外壳中有导磁率高的材料，这样的分磁作用还能屏蔽掉一部分低频磁场。
控制系统内的标准电位是回路参考电位，标准电位连线同大地的相接方式可以有直接接地与浮地两种方式。采取浮地连接的优势是浮地系统对于大地的电阻非常大，分布电容却很小，如此一来，大地电流对于系统的影响微乎其微，系统防干扰能力得到加强。而且若回路内的两条线相距不远，两条线上的外部共模骚扰表现也应该相似。即是指若两线分布参数对称，那么差模骚扰很少，系统影响将会有效降低。可是浮地形式是否有效还会受到悬浮程度的影响。经过试验分析，电子装置系统大，则对地分布电容也同样较大。并不是所有装置在所有时间都可以实现有效悬浮。而直接接地指的是电源零线同大地直接相连。对于微机的继电保护设备来说，采取这种办法至少能够保证在变电站接电网没出现骚扰电流时，继电保护设备直流电源体系的无干扰。它不受供电设备的传播干扰与耦合干扰。
3.2 继电保护设备屏蔽。
在设备内部，一般意义上的屏蔽是指静电屏蔽与电磁屏蔽。微机保护设备内部的电流互感器、电压互感器副边线圈同原边线圈之间，还有开关电源的副边线圈同原边线圈之间，都需要采取一定的屏蔽举措。以现在的瞬间变化抗干扰试验来分析，电流互感器、电压互感器的屏蔽层能不能良好接地，对于试验结果会造成很大的影响。除了某些互感器两翼线路的不当布置以外，一般都要在模拟量输送通道中加入瞬间变化骚扰。如果屏蔽层实现接地，设备可以通过标准试验等级，如果设备屏蔽层做得不好，没有接地或者是接地不良，那么试验结果就会与标准相差很远。这也就说明了为互感器原边及副边线圈加设屏蔽层是非常有必要的。尤其是对采集数据体系采取逐次接A/D的设备来说，因为A/D对于瞬间变化骚扰的敏感性，更应该给互感器原边及副边线圈间加设接地与屏蔽层。
3.3 继电保护设备滤波。
若微机继电保护设备端口处可以添加低通滤波器，则对于硬件防干扰水平是一项非常有利的保护措施。滤波器主要设置在电源端口处，添加滤波器的作用在于尽可能把骚扰降低到要求范围内的技术水平。对外部骚扰来讲，不能形成设备工作故障。在表现特征是电场的各种类型电磁骚扰里，瞬变骚扰比较影响比较大，最高的频率成分能够达到380MHz。在条件允许的环境下，要尽量采取低通滤波器的形式，其截止频率能够放宽至12MHz。现在使用的EMI磁环，便是根据这种考虑所添加的。
4 故障处理途径
4.1 一定要掌握继电保护设备的性能，根据设备故障现象寻找到故障形成的准确原因，准确判断故障发生的位置。
4.2 要采取准确科学的检查办法，普通的继电保护故障经过简单检查就很容易查出来，若是常规检查不能发现故障所在的元件，那么则可以采取逆向逐级检查的办法，即根据故障发生的暴露点找原因，根据原因找故障范围。若是还不能准确找到故障原因，则要按顺序对设备进行整体全面检查。
4.3 了解微机继电保护故障处理方式。依据微机继电保护的工作特点，可以总结为以下几种故障处理方式。首先是代替法，指以性能良好、功能相同、规格一致的元件或者插件来替代有故障发生可能、且不便于测量的元件或者插件。其次是对比法，把故障设备的参数进行相互对比，或者是同先期报告相互对比，差别明显的部位基本可以确定为故障点。第三是模拟检查，指在备用设备上按照厂家提供的原理图，对可疑部位进行脱焊处理，或者是模拟改变对应元件参数，观察此备用设备有没有同样的故障发生。如果在故障发生，则本设备发生故障的元件位置可以确定。
5 总结
继电保护装置的微机化与集成化程度越来越高，其抗干扰问题也得到人们更多的关注。更科学更全面的抗干扰对策研究，可以从根本上减少干扰对稳定电力系统的影响，使电网可以安全、稳定、经济、可靠地工作。
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