李宁
辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司 辽宁调兵山 112700
摘要：继电保护的安全可靠运行，是电网安全稳定运行的重要保证。继电保护装置在电网中的重要作用越来越受到专业人员的重视，为了提高继电保护运行的安全性和可靠性，对继电保护双重化及抗干扰性进行探讨。
关键词：继电保护；双重化配置；抗干扰
多年来，原能源部、国家电力集团公司及国家电网公司先后颁布了包括“二十五项反措”在内的多项反事故措施，目的就是为了确保继电保护装置的安全可靠运行，从而保证电网的安全与稳定。微机继电保护的普及，使继电保护装置的功能更加完善，保护的动作速度更快，测量、采样也更加精确。以下对继电保护的双重化配置及抗干扰的重要性谈谈个人的一些理解。
（一）继电保护双重化配置
为保证电网的安全稳定运行，继电保护系统应满足以下要求：
1.任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状态下运行
在电力系统的生产运行中，任何运行中的电力设备、输电线路必须配置有继电保护装置，不允许无保护装置运行。
2.任何电力设备和线路在运行中，必须由两套完全独立的继电保护装置分别控制两个独立的断路器跳闸线圈实现保护。
继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，同时又可大大减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象。
某220kV变电站发生一起带地线合刀闸的恶性事故。该站220kV系统为双母线接线，母线上共接入6回220kV出线，2台变压器及母联开关，站内变压器及220kV线路保护均为双重化配置，而母差保护为单套配置。事故当天，该站2号主变处于检修状态，2号主变有一组母线隔离开关合闸不到位，因隔离开关的接地刀闸有问题，在母线隔离开关的变压器侧挂的是临时地线，在处理隔离开关缺陷时，不慎将带有临时地线的隔离开关合到运行的220kV母线上，母差保护属于集成电路型中阻抗母差保护，上世纪90年代初投产，因运行时间长、元器件老化而拒动，由于该变电站母差保护是单套配置，因此造成6条220kV线路对侧均以后备段保护将各自的线路跳开。造成周边有三个电厂共7台机组跳闸。其中有两个变电站各一条线路的双套保护只动作了一套，另一套保护没有动作，由于已经有一套保护将开关跳开，所以该问题在这起事故中已不是主要问题，另做分析处理。试想若线路保护也是单套配置，而且又拒动，那样事故将进一步扩大。母差保护如果是双套配置，不考虑两套保护均拒动，事故影响的范围还会进一步缩小。以上的事故充分说明了继电保护双重化配置的重要性和必要性。
3.继电保护双重化的具体内容
1）每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。
2）双重化配置保护装置的直流电源应取自不同蓄电池组供电的
直流母线段。
3）两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳圈分别一一对应。
4）双重化的线路保护应配置两套独立的通信设备（含复用光纤通道、独立光芯、微波、载波等通道及加工设备等），两套通信设备应分别使用独立的电源。
5）双重化配置保护与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。对非单元制接线或特殊接线方式的发变组则应根据主设备的一次接线方式，按双重化的要求进行保护配置。
除上述要求外，还应注意，发电厂的集控与网控的直流电源应分开，不得共用。保护装置的直流电源与断路器的控制电源应分开。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“完全独立”是指两者之间不能存在任何公用环节，一旦存在公用环节，哪怕只有一个，则当这个公用环节出现问题时，其后备或称之为“冗余”的作用便随之消失。
（二）继电保护的抗干扰
1.干扰的侵入途径
干扰的侵入途径有很多，常见的有以下几种：
a.由导线直接侵入，如不同类型的信号混接
b.辐射，如无线通信设备的辐射干扰
c.耦合，包括电感耦合（同一回路的两根电缆芯置于不同的电缆中）电容耦合及传导耦合（一、二次共接地点）
d.同一电缆内的电磁感应（利用电缆芯线两端接地代替屏蔽层接地）
e.地电位不同造成的干扰
2.抗干扰采取的措施
a.降低干扰的影响
中间继电器的线圈在回路中接通或断开时，都会对同一电源的回路产生干扰，并对回路中的继电器接点产生电弧，为此，直流电压在110V及以上的中间继电器一般应有符合下列要求的消弧回路：
不得在它的控制接点上并以电容电阻回路实现消弧。此外，不论是用电容或反向二级管并在中间继电器线圈上作消弧回路，在电容及二级管上都必须串入数百欧的低值电阻，以防止电容或二级管短路时将中间继电器线圈回路短接。消弧回路应直接并在继电器线圈的端子上。注意因并联消弧回路而引起中间继电器返回延时对相关控制回路的影响。
b.减小地电位差
为了减小地电位差，一般采取合理安排电缆的走向、电压互感器和电流互感器二次采用合理的接地等措施。如双母线的厂站母线电压互感器二次接地选择在控制室内一点接地，是为了减小两互感器二次中性点之间的电位差。除此之外，继电保护专业还采取了敷设等电位接地网和二次电缆采用屏蔽电缆并两端接地的措施。
在《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》继电保护专业重点实施要求中规定：在主控室、保护室柜屏下层的电缆室内，按柜屏布置的方向敷设100 mm2的专用铜排（缆），将该专用铜排（缆）首末端连接，形成保护室内的等电位接地网。
应在主控室、保护室、敷设二次电缆的沟道、开关场的就地端子箱及保护用结合滤波器等处，使用截面不小于100 mm2的裸铜排（缆）敷设与主接地网紧密连接的等电位接地网。
开关场至控制室的100mm2铜电缆可以有效地降低发生接地故障时两点之间的地电位差，防止地电流烧毁电缆屏蔽层，同时还可以降低变电站母线对与其平行排列电缆的干扰。控制电缆采用屏蔽电缆并在两端接地，目的在抑制外界电磁干扰。
二次电缆处在电厂或变电站的强电磁干扰环境，干扰源为外部带电导线，带电导线所产生的磁通包围着电缆芯线及屏蔽层，并在上面产生感应电动势。如将屏蔽层两端接地，在屏蔽层中，将流过屏蔽电流，这个屏蔽电流产生的磁通，包围着电缆芯和屏蔽层，将抵消一部分外部带电导线产生的磁通，从而起到了抗干扰作用。此外，屏蔽层的材质与抗干扰效果有一定关系，电阻率高，电阻小，效果越好。
c.加装大功率继电器
微机继电保护装置的开入、开出量一般均采用光电耦合器，而光电耦合元件导通电流非常低，即动作功率非常小，等效电阻相当大。一般几个毫安即可导通。一旦直流回路上受到干扰，很容易引起误导通，使保护装置误动。这些干扰主要来自直流接地、交、直流混线及其它方面的干扰。我们所采用的二次电缆的屏蔽层，要求在电缆的两端接地，电缆芯与屏蔽层之间就形成一个电容，电缆越长，电容就越大。如果电缆芯所在的直流系统发生接地，在这个电容上就会有充、放电的现象，如电缆很长，电容相对比较大，则这个充、放过程则会使“光耦”导通，或动作功率很小的继电器动作。发生交、直流混线时的现象也是如此。因此，在微机保护的“直跳”回路（瓦斯、母差、失灵直跳）加装大功率继电器作为重动继电器，防止在上述干扰情况下保护误动。这个继电器要求动作功率不小于5W。
参考文献：
[1]张志刚.国家电网公司继电保护培训教材[M]，中国电力出版社，2009
[2]毛锦庆.电力系统技术实用技术问答[M]，中国电力出版社，1999
[3]国家能源局.防止电力生产事故的25项反措[M]，中国电力出版社，2014
作者简介：
李宁，男（1988-），本科，研究方向为电力系统继电保护及自动化
论文作者:李宁
论文发表刊物:《基层建设》2016年2期
论文发表时间:2016/5/30
标签：电缆论文; 回路论文; 继电保护论文; 继电器论文; 屏蔽论文; 母线论文; 保护装置论文; 《基层建设》2016年2期论文;