继电保护交直流串扰原因分析及解决措施

继电保护交直流串扰原因分析及解决措施
摘要：近年来，在我国电网领域出现了许多问题，这些问题的存在严重的危害
了电网供电的正常运行，给我国国民经济的发展带来较大的损失。

在这些问题中，表现较为严重的主要还是继电保护装置误动问题。

继电保护装置误动问题的存在
和出现给我国电网的安全可靠运行造成了严重的影响，其中，交直流电源串扰是
导致保护误动的主要原因之一。

常见的交直流电源串扰主要有工频交流量窜入直
流系统、交流设备接入直流系统以及直流窜入保护交流电流回路等。

因此，下面
本文对继电保护交直流串扰原因分析及解决措施进行研究。

关键词：继电保护；交直流串扰；原因分析；解决措施
继电保护装置误动给电网的安全稳定运行造成了严重影响，其中交直流电源
串扰是造成保护误动的主要原因之一。

直流电源和工频交流电源同时存在是交直
流串扰的根本原因，同时提出继电保护装置电源的单一化，可以有效减少由于保
护装置交直流串扰而导致的误动事故。

1交直流串扰概述
当直流电源电压受到交流串扰突变时，交直流串扰实质上形成了直流电压迭
加电压突变和直流一点接地，由于电容两端电压不能突变，对继电器线圈回路形
成的电压超过继电器的动作电压，则该继电器会动作。

国内有关单位对不同对地
电容值与中间继电器的交流电压动作值的关系做了大量的试验，试验数据表明，
随着电容量增大，继电器的交流动作电压就变小，抗干扰能力随之下降。

因此，
一方面要尽量避免出现交流电源串扰直流系统的情况出现，另一方面，要加大对
于可能引起动作的继电器的抗干扰的能力。

2交直流串扰现状及其分析
目前变电站基本上采取交直流电源同时向后台机、保护装置、远动装置、变
送器、通讯设备、高压电器操作机构等设备供电。

为了保证对设备稳定可靠供电，变电站一般会配备交直流电源，其中直流备电源采用蓄电池组，交流后备电源采
样 UPS。

就容量而言，直流备电源往往大于交流备用电源；就可靠性而言，各个
电力公司均设有专门的班组对直流后备电源进行定期维护和巡检，因此，直流后
备电源可靠性较高。

对于继电保护装置而言，保护屏和操作箱控制回路使用正负110V 直流电源；打印机、储能电机、加热器和照明设备等使用 220V 交流电源；CT、PT接入保护
装置的交流信号源。

从作用上来看，交流220V电源对继电保护装置大多作为辅
助性电源使用，且实际功率不大。

目前变电站的建设规模日益增大，有的变电站出线多达几十路，且保护一般
都配置双重化，同时由于保护屏和操作箱内同时存在交直流电源，在保护复杂化
的同时，与其配套的相关二次线路也随之复杂，直流系统和交流系统的任何一个
支路存在隐患都可能造成交直流串扰，进而导致设备跳闸停电的严重后果。

3继电保护交直流串扰解决措施
3.1设计解决方案
很长时间以来，变电站继电保护交直流串扰问题就一直存在于变电站中，并
且直观地说，我们并没有一个能够完美解决它的办法，大多数时候在实际操作时，为了避免事故的时常发生，会安排经验丰富的工作人员去负责这一块的工作，但
是这样的做法并不能完全使得事故不再发生，因此也不是可靠的选择。

本文的观
点是将直流电源不可替代的作用发挥出来，用它替代交流电源来作为继电保护电
源，下面是本文作者想出来的两种方案。

3.1.1将驱动设备进行更换
更换驱动设备，即将现有的交流设备替换为直流的，交直流电源串扰问题的
主要原因是直流与交流同时存在而引起的，因此如果将交流设备都换成直流的设备，可以很有效的解决串扰问题，但是在另一方面，直流设备在市场上的流量很小，因此购买变得异常困难，并且因为没有较大的交易量，因此这种专业上的人
员特别少，造成维修的困难与昂贵；还有就是如果直流设备直接接入直流电源直
流系统，会使得直流接地的情况发生的更为频繁，因此在这方面要多加注意。

3.1.2将直流电源进行逆变
所谓的逆变，是一种应用逆变器进行处理的方式方法，将二百二十伏的直流
电逆变为二百二十伏的交流电，然后用于照明灯设备的使用。

因为交流线路越长，危险和事故越容易发生，因此逆变器可以直接装在直流电源设备的接口处，可以
完全杜绝电源串扰问题的发生。

在以上解决方法的说明中，逆变器偶尔也会存在
一些问题，毕竟其依旧存在交流侧，因此，可以进行一定的保护，如安装一些保
护设备，有效地避免所有交直流问题的产生。

在逆变器技术的开发和利用上面，
我国的技术已经领先于世界，所以这种方法在一定程度上具有很强的实用性，也
因为成本低而符合现阶段我国的国情。

3.2对交直流电源的使用条件进行控制
交直流出现串电的事故，很多情况下都是受到环境的影响，因此，要解决交
直流串电危害必须对交直流电源的使用条件进行控制。

对使用条件的控制主要从
以下几方面进行：
首先，对使用环境的控制，环境温度不能最高不能超过45℃，且不能低于-25℃，以免对交直流电源产生破坏造成串电的现象；其次，要对环境的湿度进行
控制，应确保环境湿度<90%，保证交直流电源运行环境有着良好的通风性，特别
是在室内环境下使用，通风是确保室内干燥的重要途径；最后，加强对交直流电
源使用环境的清理，如，除尘、除味等，避免环境内存在导电尘埃而造成交直流
串电的现象发生。

另外，在对交直流电源进行安装的过程中，需要注意的是安装
基地不能出现剧烈振动或冲击，以免对交直流电源的正常运行造成影响。

作者结
合自身的认识提出了以上几点对交直流电源使用条件的控制要点，但是，具体的
控制还需要结合交直流电源运行的实际情况来进行全面的分析，确保交直流电源
运行环境的可靠性，是降低交直流串电危害发生的重要途径之一。

3.3具体解决方法
针对上述故障，可进行保护设计，包括瞬时过电流、瞬时过差流、过载和过
差流保护。

对于瞬时过电流保护，在逆变器输出端两点接地或多点接地、输出端
出现短路现象、交流侧和直流侧出现短路时进而导致那些从逆变器流过的电流值
超出正常范围时，可瞬间将电流切断，与此同时，暂停逆变器运行，避免电气设
备出现安全故障。

对于瞬时过差流保护，在逆变器输出端两点接地或多点接地、
交流侧与直流侧出现短路时进而导致那些从逆变器输入端流过的电流不平衡且电
流值超出正常范围时，应瞬间将电流切断，并暂停逆变器运行。

对于过载保护，
在逆变器输出端的负荷超出容许值时，应暂停逆变器运行，及时发出故障告警，
并将故障告知值班人员，由值班人员进行处理，确保设备和系统的安全。

对于过
差流保护，在逆变器交流侧出现单点接地现象进而导致流过输入端的不平衡电流
超出正常范围，应立即暂停逆变器运行，及时发出故障告警，进行故障处理。

结束语：
对于供电站供电的稳定性来说，继电保护交直流串扰故障是其中一个关键的
影响因素，对于此类问题，要脱产解决，否则这不仅影响电网系统的运行，也制
约了国民经济的稳定发展。

通过对现状的分析，有两种解决方式，通过相互对比，笔者认为，无论是操作性，还是成本方面，方法二都占很大的优势。

在保护装置中，对故障的根本原因进行了分析等，进一步提升了系统的安全性。

参考文献：
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