青島地區遠動分站系統中遙信信號故障的分析與改進措施

吳軍強++彭琦+張瑩瑩

摘 要：在變電站遠動系統中，存在著遙信誤發、漏發以及發送報文異常、丟失、死機等現象，結合現場的工作實際，本文結合遠動工作實際，對遙信故障產生原因進行了詳盡的分析，并具體提出了相應的改進措施。

隨著監控自動化系統在電力系統的廣泛應用，大量變電站通過改造、擴建對監控系統提出了更高的要求，根據二次設備通信的特點，結合繼電保護裝置事故處理特點，對遠動分站系統可能導致遙信信號誤發、漏發等缺陷進行了全面的梳理分析，并結合實際工作中工作積累，比較有針對性的對遙信信號誤發、漏發進行詳進的分析，并有針對性的提出相應的改進措施。

關鍵詞：遙信信號；故障分析；改進措施

1 遙信信號

變電站遠動系統中，遙信信號是最直觀的變電站狀態量信息，遙信信號的正確顯示對變電站的安全穩定運行至關重要，一般情況下，遙信信號分為遙信軟信號（通訊線傳輸）和遙信硬信號（電纜傳輸），所以在針對兩種不同信號的傳輸介質，處理故障的方法有所不同。

1.1 硬接點信號

下圖為遙信硬信號的輸入方式，圖示位置左側繼電器接點閉合，回路導通，遙信信號通過電纜輸入到測控遙信輸入端子，經過光電耦隔離，測控裝置中所對應的開入量發生變位，然后通過通訊線傳到總控裝置，通過通訊通道送到調度端。

1.2 軟報文信號

這種報文遙信信號是通過保護裝置軟件通訊口，通訊線與遠動裝置直接進行通訊傳輸信號，一般采用的通訊線有同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線、光纜等，通過一定的通訊規約，完成保護信號和遠動通訊單元之間的通訊傳輸，軟報文遙信的通訊方式如下圖所示：

2 遙信的原因分析和改進

在遠動系統中，所有的遙測信號都是通過設備的無源空接點接入測控裝置通常包括斷路器開關量、繼電保護裝置的出口信號、異常報警信號和非電氣量信號。經過分析，導致遙信錯誤有下面幾方面原因。

2.1 公共端電壓偏低導致遙信誤發和漏發

在遠動系統中，公共端電壓一般為直流24V、110V、220V，特別在一些設備比較老舊的變電站，遙信回路公共端采集電壓為直流24V，在運行過程中隨著設備的老化，較易導致誤遙信的情況出現，經分析得出主要原因表現在以下方面：

①抗電磁干擾能力差

在舊變電站改造中發現二次遙信電纜未帶屏蔽層，由于變電站的強電、強磁場環境的影響，信號電纜中會感應較強的干擾信號，如果公共端電壓較低，若感應電壓較高時，就會導致開入動作，從而導致遙信誤發的情況出現。

②接觸面氧化的干擾

由于青島地區處于較濕潤的區域，空氣濕度較大，隨著設備的使用年限增大，回路接觸面就會產生氧化現象，并輔助觸點接觸電阻增大。如果變電站公共端電壓仍采用24V電壓，則不能擊穿氧化層，則會導致無法反映遙信漏發的情況出現。因此，在隨后的自動化改造和工程中應一律使用帶屏蔽的控制電纜。

③改進措施

a.在變電站改造和施工過程中，盡量采用屏蔽鎧裝的電纜，避免電磁干擾的影響。

b.將遙信回路中公共端電壓盡量直流220V，或是可采用將直流電壓轉 換裝置，將直流220V電壓降壓成24V電壓并加以光電隔離，以減少 強電磁場的影響。

c.變電站二次屏柜內加裝加熱回路，或者室內安裝除濕設備，改善可能導致回路接觸面氧化的發生。

2.2 二次系統自身原因導致誤遙信

在設備的運行過程中，由于震動、老化等原因導致誤遙信的發生。如：35kV女姑口變電站#1主變10kV開關彈簧未儲能信號頻繁動作復歸，經檢查由于斷路器開關取自機構的輔助觸點損壞，虛接的造成接觸不良，在正常運行過程中出現了頻繁抖動的異常現象。這種情況的出現主要是因為設備制造工藝和老化導致。

2.3 測控裝置的防抖時間選擇不合適

在 2015年春檢中，青島各變電站就曾出現遙信漏發現象，例如220kV嶗空線帶重合閘線路在線路發生瞬時故障動作時，調度監控端只收到保護動作、收不到開關分合閘信號，檢查測控裝置發現開關變位信號采集不全，有漏采現象，使用的裝置為南瑞科技NSD200型測控，查看裝置防抖時間為100ms，將防抖時間改為20ms后，經試驗開關位置變位正確。在100ms的時間內，開關重合閘完成，分合閘信號動作復歸時間小于100ms，未觸發開入動作，從而導致漏遙信的發生。測控裝置的防抖時間主要和繼電器動作時間相關，根據一次設備選型的特點，一般青島地區測控裝置的防抖時間選擇20ms為宜。

3 對報文的分析和改進

遙信信號是反映變電站設備的實際運行情況的狀態量，實際工作中，特別是發生事故的瞬間，信息傳輸數據量很大，受傳輸方式的影響，傳輸報文容易出現錯誤、丟失的現象。在遠動缺陷的統計中就有保護動作后調度保護信息上傳不全的現象。我們可以通過遙信信號SOE和裝置的信號變位來判斷事故的情況，但由于受傳輸速率、設備運行工況等因素的影響，也會出現信號遺漏的情況，針對此類情況，可采取以下方法改進：

3.1 通訊方式的改進

傳統變電站的通訊方式主要是串口通訊，對于總控裝置，對下和對上均是串口通訊，傳輸速率較小，站內出現大量數據傳輸時，易導致數據丟失。目前，隨著站內通訊采用網絡化、光纖化趨勢的推動，傳輸速率、傳輸質量、抗干擾能力明顯增強。建議變電站改造過程中，將串口通訊方式轉為網絡通訊方式，提高通訊質量，減少遙信漏發的概率。

3.2 加大巡視力度，改善運行環境

裝置的發熱是導致裝置自身老化的重要因素，也是裝置不穩定運行的重要原因。從歷年的缺陷匯總可以看出一些裝置的死機或信號的漏發大部分都集中在夏季。同時灰塵對遠動裝置的影響也比較大，灰塵覆蓋在裝置板件上，以及導致散熱不良或是絕緣降低等狀況的出現。

①溫度影響

遠動總控裝置必須保證實時運行，對設備的要求較高，經過長時間的運行，風扇的繞組會老化發生故障，從而可能導致電源短路燒壞總控電源或CPU過熱致使總控運行不穩定；特別是夏天溫度高，設備散熱不暢極易導致死機、板件損毀等異常情況出現，據統計，2014年7月至10月，青島地區12起總控異常故障，有9起是由于裝置過熱死機導致。因而采取保護室安裝空調、排風裝置可有效解決此類問題。

②灰塵影響

總控內的灰塵是導致總控運行不穩定的一個重要因素。在工作中應加強巡視，對容易積灰的總控的風扇、接線端子排進行定期清理，保證設備能夠正常運行。

3.3 保護動作報告的清理

繼電保護裝置在安裝調試或定檢調試之后，應將裝置中的事件記錄進行清除。由于保護裝置內存較小，對事件記錄一般只有100條左右，如出現存滿狀況，就有可能導致保護動作過程中漏記錄或是之前的動作記錄被后面的記錄沖掉的情況出現，非常不利于事故排查，清除保護裝置的記錄報告非常必要。

3.4 加強站內通信線選型以及敷設，增強抗干擾能力

在設備施工中，站內通信線的敷設及接線應符合抗干擾要求。盡量采用帶有屏蔽層的通訊線，且做好接地措施，盡量避免與一次電纜的平行且要保持足夠的距離。

4 結束語

上述措施經在實踐中總結得出，有事實依據，經過上述改進措施，可有效地提高變電站內遙信信號傳輸準確率，提高變電站的監控運行水平，并對實際工作具有積極的指導意義。