變電站自動化設備抗干擾問題的研究

范德和

摘 要：信息技術、自動化技術的飛速發展，使得自動化設備在變電站中得到了廣泛的應用，并已成為變電站的重要運行設備。相比傳統的機械設備，自動化設備具有使用方便、可遠程監控、可自動判斷故障等優點。但是，在日常使用中也會出現自動化設備干擾問題，造成設備的誤動或拒動現象，以致不能及時的對站內設備故障進行判斷，造成采集及傳輸的數據出現失真等現象，嚴重影響了變電站的正常運行。因此，增強變電站自動化設備抗干擾能力勢在必行。

關鍵詞：變電站；自動化設備；抗干擾；電磁干擾

1 變電站自動化設備抗干擾問題分析

1.1 變電站自動化設備的自身問題

變電站的使用設備逐漸走向自動化，然而，由于自動化設備自身設計不合理、元器件質量未達到標準造成抗干擾能力較差，造成變電站自動化設備在運行的過程中存在干擾問題。另外，通過對中山局多個變電站自動化系統的運行統計分析，發現變電站設備元器件在長期的使用之下，由于性能的下降可能會引起信號采集的回路電源出現不穩定，或負載能力下降等會對自動化設備的自身造成干擾的問題，尤其是電容器、電阻、光電隔離器件等出現損壞的問題。

1.2 電磁干擾問題

變電站是電力系統的重要樞紐，站內采用的電力設備極多，其中有很多設備都存在電磁性，尤其是變電站在一次和二次設備之間還存在電與磁之間的聯系，而在這種惡劣的電磁環境之下，一次設備發生任何的狀態變化都可能通過耦合串入到二次設備，如自動化設備，造成電磁干擾的問題。另外，高壓開關的操作、電力設備的運行、靜電放電操作、輻射電磁場等都會對自動化設備造成電磁干擾，另外，在雷電的影響下，也會對設備產生電磁干擾，甚至會對自動化設備的集成芯片造成燒毀的現象，極易造成設備誤動的現象，對變電站自動化設備的安全運行帶來極大的影響[1]。

1.3 設計因素引起的干擾問題

除上述以外，變電站自動化設備的抗干擾問題還有很大一部分出在設計上。例如，在對信號采集回路的電源進行設計時，一般都是采用單獨配置的電源，而且，在使用的過程中，一般都會直接接入變電站內的直流系統或所用的電源，如果站內的直流系統電壓質量不高，或變電站內系統出現問題的話，就會對信號采集造成一定程度的干擾現象。

2 變電站自動化設備抗干擾的解決措施

2.1 提高變電站自動化設備的自身質量

通過以上的分析得知，變電站自動化設備出現干擾的問題，有很大一部分都由于自動化設備的自身問題，對此，要提高變電站自動化設備的自身質量。首先，要做好變電站自動化設備的設計，因為變電站的大小、規模等各有差異，因此，自動化設備的性能不能一視同仁，要根據變電站的實際情況進行設計，要以符合并適合變電站的使用為準。其次，要提高自動化設備的質量，變電站自動化設備的制作上會涉及到大量的元器件，如果有一個或多個元器件的質量存在問題的話，就會對自動化設備的性能帶來影響，因此，應加強電氣元器件的質量保證，選擇經過嚴格電磁兼容試驗的元器件。這樣才能避免自動化設備受自身性能的影響而產生干擾問題。第三，要加強變電站自動化設備的檢查和更新，因為站內自動化設備在長期的使用下，一些元器件的能力會下降，自動化設備的整體性能也會隨之下降，極易產生負載能力下降等問題，使得自動化設備的自身產生干擾的現象，因此，要加強對變電站自動化設備的檢查，一旦發現有陳舊設備的性能降低要及時對其進行更新，避免繼續使用受到干擾，產生誤動影響了變電站的正常運行[2]。

2.2 屏蔽措施

變電站自動化設備在信號采集的過程中，使用的電纜是采用帶有屏蔽層的信號電纜，在實踐中，這種電纜具有較強的抗電磁干擾的作用，因此，在電磁干擾下要做好自動化設備信號采集電纜線的屏蔽措施。當然，信號采集電纜線的屏蔽層對電磁干擾的屏蔽效果并不是一成不變的，而是與屏蔽層材料的高頻集膚效應、導磁系數、電阻等因素有著直接的關系。如果電纜線的屏蔽層采用的是高導磁材料的話，那么屏蔽層外部的磁力線大部分都會偏移至屏蔽層中，這樣就不會與屏蔽層內的導線出現相互交聯的現象，就不會產生感應電勢。此外，在社會科技如此發達的時代中，光纖技術也在飛速的發展，如果條件允許的話，可以考慮將光纖技術應用到變電站中，將串口通信電纜新路換成光纖線路，這樣能夠徹底的解決變電站自動化設備的電磁干擾問題，更有利于變電站自動化設備的穩定運行[3]。

2.3 提高變電站自動化設備的設計質量

設計是變電站自動化設備的最基礎環節，也是最重要的環節，可靠功能質量設計能夠進一步保證變電站自動化設備運行的安全性、穩定性、可靠性，相反，會造成變電站設備的干擾問題，因此，要全面提高變電站自動化設備的設計質量，提高自動化設備的抗干擾能力。可以在自動化設備的信號輸入回路上應用光電隔離裝置，但是，光電隔離裝置在使用中的耐壓水平不是很高，如果使用不當會造成裝置的損壞，就當今來說，這種裝置主要應用在數據采集裝置中，因此，在應用到自動化設備的設計中，應根據設備的使用情況適當的使用。另外，可以著手于系統軟件方面，通過加強系統軟件對干擾的防范能力能夠有效的提高自動化設備的抗干擾能力，就現今來說，加強系統軟件的抗干擾措施有很多，如，設置軟件陷阱、自檢程序等，都能夠有效的提高系統軟件對外界干擾的防御能力，能夠進一步提高變電站自動化設備的抗干擾能力[4]。目前，中山局普遍使用的是分散與集中相結合的變電站自動化系統，將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內，而高壓線路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統結構。其結構如圖1所示。

圖1 變電站自動化設備運行結構圖

這種結構模式，二次電纜仍大量的使用，難以避免站內各種電磁干擾。隨著相關技術的快速發展和成熟應用，全分散式結構為變電站自動化系統的選型提供了廣闊的平臺，越來越得到基建及設計部門的認可，其將保護、測控設備按照間隔直接下放到一次設備屏上，大大簡化二次電纜的數量，結構穩定，抗干擾能力強，從這個角度無疑是一種非常理想的方案。

3 結束語

隨著科技水平的不斷提高，能夠對變電站進行遠程控制、自動檢測故障、自動控制等功能的自動化設備已在變電站中得到了廣泛的應用。但是，在實際的使用中，自動化設備的信號采集、通信等會受到自身或外部等因素的干擾，影響了信號采集的準確性，影響系統的穩定性，對變電站的正常運行造成不利。通過文章對變電站自動化設備抗干擾問題的原因分析，結合工程實際就提出了幾方面提高設備抗干擾能力，減少自動化設備受到干擾的解決措施。

參考文獻

[1]李鵬，陳家麟，金波.調度自動化設備抗干擾防過電壓措施研究[J].電力系統自動化，2010（19）.

[2]王偉，林蕾，粟福珩.變電站綜合自動化設備電磁干擾問題及抗干擾試驗[J].現代電力，2012（2）.

[3]劉建明.遙信誤發問題及其解決方法的探討[J].電力自動化設備，2010（2）.

[4]李傳紀，關彥華，魏慶偉.變電站電磁干擾對微機保護裝置的影響[J].萊鋼科技，2011（5）.