變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)干擾問(wèn)題的分析及解決措施

蔡文杰　邸春禹

摘要：文章分析了110KV、35KV、6KV變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的干擾來(lái)源、傳播途徑以及造成的后果，并對(duì)干擾問(wèn)題提出解決措施，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力，這對(duì)于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的健康發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；電磁干擾

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）09-0045-02

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。但是，由于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為低電平的弱電系統(tǒng)，而110KV、35KV、6KV變電站環(huán)境是電磁干擾非常嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，電磁環(huán)境非常惡劣，極易對(duì)綜自設(shè)備造成干擾使之不能正常工作，這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的后果。

一、變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的干擾源

1．高壓斷路器操作。供電系統(tǒng)為110KV、35KV、6KV的變電站，所帶設(shè)備多為高感抗性電動(dòng)機(jī)負(fù)載，在高壓斷路器操作分合閘時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電弧，電弧的熄滅和燃燒會(huì)導(dǎo)致高頻振蕩。振蕩通過(guò)CT、PT直接耦合到二次設(shè)備上。同時(shí)，高頻率的電磁振蕩會(huì)產(chǎn)生電磁波，向周?chē)l(fā)射高頻電磁場(chǎng)。

2．載流導(dǎo)線(xiàn)。高壓變電站中的載流導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)大電流時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)，當(dāng)綜自設(shè)備的通信電纜與之同槽盒敷設(shè)或者分槽盒敷設(shè)但距離很近時(shí)，這種大電流產(chǎn)生的電磁輻射將對(duì)弱電通信信號(hào)產(chǎn)生影響。

3．對(duì)講機(jī)。由于電力運(yùn)行倒閘操作的需要，廠內(nèi)經(jīng)常使用對(duì)講機(jī)。其工作頻率為高頻，相當(dāng)于高頻輻射源。在使用過(guò)程中，產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)也會(huì)對(duì)綜自設(shè)備造成影響。

4．靜電。在設(shè)備接地不良好的情況下，身體帶靜電的操作人員接觸綜自設(shè)備，或者在其附近與相鄰物體間放電，都會(huì)引起靜電干擾。靜電放電可能引起測(cè)量和控制系統(tǒng)失靈，也可能使計(jì)算機(jī)程序出錯(cuò)或者丟失數(shù)據(jù)，情況嚴(yán)重時(shí)擊穿電路芯片，損壞設(shè)備。

二、電磁干擾對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的影響及其后果

1．綜自設(shè)備處理的信號(hào)電平僅為毫伏級(jí)，它們對(duì)電磁干擾極為敏感。斷路器分合閘、大載流體產(chǎn)生的高頻、工頻電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)信號(hào)電平產(chǎn)生疊加或削減，導(dǎo)致綜自系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)誤碼率增加，造成監(jiān)控信息錯(cuò)誤，通信中斷，嚴(yán)重時(shí)誤發(fā)信號(hào)，使一次設(shè)備誤動(dòng)作，造成巨大損失。

2．對(duì)綜自系統(tǒng)中微機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)造成影響。根據(jù)平時(shí)的工作經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)與服務(wù)器廠家技術(shù)人員的交流，我們發(fā)現(xiàn)，微機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于電磁干擾環(huán)境中，硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)在讀寫(xiě)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的幾率將增加，這除了會(huì)造成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)錯(cuò)誤外，最直接的影響就是破壞系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，積累到一定程度，將導(dǎo)致微機(jī)軟件系統(tǒng)出錯(cuò)甚至崩潰。

3．靜電干擾會(huì)損壞絕緣、擊穿設(shè)備電子元器件，對(duì)硬件設(shè)備產(chǎn)生永久性破壞，導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作。

三、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)采取的抗電磁干擾措施

1．隔離。綜自系統(tǒng)采集的電量均來(lái)源于CT、PT，它們的一側(cè)處于強(qiáng)電回路中，受電磁干擾較重，因此應(yīng)該在CT、PT與自動(dòng)化采集裝置之間裝設(shè)隔離變壓器。通過(guò)隔離變壓器來(lái)消除強(qiáng)電回路中的電磁干擾。同時(shí)，隔離變壓器的屏蔽層必須可靠接地這樣才能對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行有效地屏蔽，防止高頻信號(hào)經(jīng)分布電容侵入綜自系統(tǒng)。

2．合理布線(xiàn)。綜自系統(tǒng)布線(xiàn)時(shí)，要盡量減少線(xiàn)路互感耦合，避免電磁干擾經(jīng)互感耦合進(jìn)入綜自系統(tǒng)。控制和通信電纜盡可能遠(yuǎn)離高壓設(shè)備、電力電纜，盡量加大與之的距離，同時(shí)，減少與之強(qiáng)電線(xiàn)路的平行敷設(shè)長(zhǎng)度。如果無(wú)法遠(yuǎn)離，也可采用十字交叉型敷設(shè)，以降低互感耦合強(qiáng)度。在避雷器、電力變壓器中性點(diǎn)的接地點(diǎn)，控制和通信電纜也應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離。

3．可靠接地。綜自系統(tǒng)必須合理可靠接地。各個(gè)設(shè)備應(yīng)選用同一接地點(diǎn)，保證處于等電位狀態(tài)，同時(shí)接地阻抗應(yīng)盡量降低。對(duì)于與強(qiáng)電線(xiàn)路并行敷設(shè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的線(xiàn)路，可以采用多點(diǎn)同時(shí)接地的方法，以消除線(xiàn)路上的電磁干擾。對(duì)于綜自設(shè)備，電源地線(xiàn)必須可靠接地，對(duì)重要設(shè)備和金屬外殼設(shè)備，其外殼也必須再次可靠接地，以防止產(chǎn)生靜電。

4．設(shè)備電源。綜自系統(tǒng)設(shè)備的電源電路是電磁干擾容易侵入的通道，除直接影響電源電壓穩(wěn)定輸出外，還通過(guò)輸出電壓侵入到設(shè)備內(nèi)部，對(duì)半導(dǎo)體芯片、電子元器件造成擊穿，損害設(shè)備。針對(duì)這種情況，我們采取UPS電源供電方式。選用大功率高穩(wěn)定性的UPS電源為綜自系統(tǒng)供電，將綜自設(shè)備與強(qiáng)電回路徹底隔離，保證輸出電壓的質(zhì)量，從而有效抑制電網(wǎng)對(duì)綜自系統(tǒng)的干擾。

四、實(shí)施效果

通過(guò)對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施上述各項(xiàng)技術(shù)措施，電磁干擾現(xiàn)象明顯減弱，設(shè)備抗干擾能力提高，監(jiān)控“三遙”信息正確率100%，采集數(shù)據(jù)誤碼率0，設(shè)備運(yùn)行無(wú)故障率99%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所處環(huán)境受電磁場(chǎng)干擾較嚴(yán)重，直接影響系統(tǒng)的正常工作，對(duì)一次設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。針對(duì)產(chǎn)生干擾的原因，我們認(rèn)真分析研究，結(jié)合自身情況，采取上述各項(xiàng)防干擾措施。經(jīng)過(guò)實(shí)施以后，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的觀察，電磁干擾對(duì)綜自系統(tǒng)的影響明顯減弱，收到了比較滿(mǎn)意的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張邦寧．通信抗干擾技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．

[2]孫可平．電磁兼容性與抗干擾技術(shù)[M]．大連：大連海事大學(xué)出版社，2005．

作者簡(jiǎn)介：蔡文杰（1978－），男，陜西咸陽(yáng)人，中國(guó)石油蘭州石化分公司，助理工程師，研究方向：變電所綜合自動(dòng)化；邸春禹（1981－），男，甘肅蘭州人，中國(guó)石油蘭州石化分公司，助理工程師，研究方向：電力運(yùn)行。