電力系統及自動化技術的安全控制分析

祝欣

（吉林北華電力科技設計研究院，吉林長春 130022）

1.電力系統及自動化技術的安全控制問題

1.1 遙信誤報

遙信誤報也會影響自動化控制安全，造成遙信誤報主要原因在于一次設備和二次設備。如遙信系統運行期間，自動化系統按照遙信報告觸電操作，若存在接觸不良可能影響信號傳遞，如原本信息為100kb容量，傳輸的數據是80kb，或100kb數據受到影響出現錯誤，失去邏輯性。也可能由于電磁干擾影響自動化系統，電力系統運行期間產生電磁影響自動化系統以及遙信系統。由于遙信系統傳輸信息通路采用弱電線路，自動化系統電壓為24V。在這一情況下，遙信系統受到了電磁的影響，影響遙信傳輸質量，造成質量降低。此外運動通道受到干擾，可能造成遙信信號的亂碼，RTU作為遙信系統重要構成，運行期間I/O點達到上百個，需要進行2倍數據量的檢測，由于波紋系數大，影響到電壓的穩定性，在運動通道受到干擾后，遙信信號極容易出現亂碼的問題。

1.2 遙控安全

電力系統自動化遙控系統對于數據準確度要求高，要全方面健康電力系統，避免受到外界環境的影響，保證遙感穩定性。電力系統的遙控系統容易受到多方面因素影響，發生遙控失誤問題。首先是工作人員由于不當操作可能發出錯誤控制指令，影響控制行為偏差。在斷路器位置上安裝遙感設備，但受到操作空間的局限，接線位置出現偏差。遙控功能依賴于多個設備，若設備出現質量問題或選擇不當，可能影響到遙感安全。

1.3 設計水平參差不齊

自動化系統設計水平參差不齊，部分結構難以負荷用電量激增，電力設備負荷能力增加，會加快設備老化速度，極容易提高故障發生率[1]。部分結構操作復雜，工作人員對于自動化系統不熟練，容易出現操作失誤，引發安全事故。部分電力設備接線復雜，當用電量增加，電線發熱極容易發生安全事故。

1.4 安全控制制度不完善

我國電力系統起步晚，但發展速度快，高新技術的快速發展，讓管理制度出現滯后現象。安全控制制度落后于設備和技術的發展，影響到電力系統的安全管理。電力系統已經引進人工智能技術用于生產管理，但安全控制功能并未得到挖掘，未能充分發揮出智能技術時效性優勢，存在安全控制管理滯后的問題。

1.5 電源安全問題

自動化系統的基礎是電源配置，目前UPS系統仍然是電源保障系統，但關于UPS系統的保養和測試受到了忽略。長時間忽略管理電源系統，埋下了安全隱患。若電源長期不用出現失效，出現斷電事故后無法提供供電支持。如果兩組電源同時掉電，會造成服務器停機關機，影響電力系統穩定性和安全性，但由于電源系統缺乏測試，難以及時發現掉電問題，存在安全隱患。

2.電力系統及自動化技術的安全控制措施

2.1 提高遙信取樣電壓

電力系統中信息傳遞過程中，多受到電磁的影響，主要由于遙信系統屬于弱電系統。RTU電壓被控制在24V內。使用遙信取樣電壓降低電磁對電力系統的影響。將RTU電源電壓從24V提高至220V，不會對系統運行產生影響，也能減輕電磁的影響，保證數據傳輸準確性，減少遙信誤報的問題。

2.2 使用線路編碼

遙控系統作為自動化系統十分重要的構成，對數據精度要求高。系統運行時，需要主站線路和信息點互相對應保證信息準確傳遞。采集信息后精準編號信息點，控制斷路器。因此可使用線路編碼方法，包括字變換碼、擾碼二進制等方法，其中擾碼二進制的應用更加廣泛[2]。減少線路碼中0和1的長連，方便于提取時鐘信號。僅通過擾碼處理，可以讓電口標準信號和線路信號的速率保持一致，不會增加激發器光功率。應用紅外遙控技術時，一般情況下控制信號波長穩定在0.76um～1.5um，要想保證接收信號穩定，應當將波長控制在0.88um～0.94um，和紅外波長具有更高契合度，保證遙控系統穩定性。

2.3 完善自動化系統設計

我國電力系統建設逐漸完善，不斷優化電力系統設計的合理性，保證了電網高效運行，降低了電網發生事故。為保證電網結構設計滿足運行需求，可以使用分布式結構，能夠滿足數據信號種類多、數量大的需要，并將控制信號和報警信號覆蓋在內。控制系統通過管線進行信號的接收，保證各單元獨立，避免產生聯動效應，將負面影響控制到最低。對自動化技術的設計需要不斷簡化，尤其是二次接線設計，通過簡化設計提高安全管理可靠性。同時也要簡化開關柜內部接線，從而提高開關柜的安全性。高度重視自動化系統薄弱環節，加強對外來設備的管理和監控，尤其是員工個人外接設備，可能對電力系統造成安全威脅。因此要求員工接入外接設備前務必檢查設備的安全性，確保外接設備符合安全規范后才能連接。所有和工作無關的外接設備，禁止連接電力系統。在工作站內整理非必要性接口，減少非必要性接口，從源頭上切斷外部設備連接電力系統，充分保證系統安全性。工作站和主站之間建立物理隔離設施，避免工作站出現安全問題后，影響主站，造成大規模損失。

2.4 完善安全控制制度

在電力系統中安全控制制度占據重要位置，通過完善安全控制制度彌補安全管理缺陷，更加科學地展開安全控制。首先根據電力自動化系統的發展，建立對應的安全控制制度。傳統安全控制多對變壓箱進行安全檢測，技術人員通過檢修發電機發現自動化監測的問題。現階段需要積極利用人工智能技術和傳感器設備展開安全檢測，盡量減少人為操作，提高人員安全性，并實現動態化檢測，能夠及時發現安全隱患。人工智能技術可借助于傳感器、信息系統獲取數據信息，根據專家系統數據庫對安全隱患展開檢測，保證安全控制的時效性。其次需要保證對安全控制制度的全面執行，要在員工培訓中融入安全培訓內容，提高全體員工的安全意識，能夠嚴格執行安全控制制度。最后需要加強安全監管，需要建立獨立的安全管理部門，專門負責監管安全控制工作，通過監控設備展開不定期抽查，發現不符合安全控制制度和安全隱患，立即整改，為安全控制制度執行提供良好的條件。

2.5 定期巡檢備份

制定設備日常巡檢計劃，安排技術人員對設備展開定期巡檢，及早防范可能發生的安全問題，并通過技術手段從源頭上控制安全隱患，解決設備缺陷。在設備采購環節上需要加強對設備的質量控制，選擇具有質量保障、供應商信譽度高的設備。在巡檢過程中發現質量故障設備，立即更換，避免造成安全問題。根據設備故障頻率決定巡檢頻率，對高故障率設備進行多次巡檢。要求技術人員務必斷電檢修，帶電作業時穿戴好防護服裝，注意個人保護，避免發生觸電安全事故。對于UPS系統定期進行放電測試，加強對電源的保養。善用在線監測技術實時監控蓄電池技術參數，發現技術問題后發出警報信息，并積極解決故障問題，保證蓄電池性能穩定。在電源測試期間，需要檢查接線情況，保證供電穩定。電力系統運行期間，定期將電力數據備份至云端，避免數據丟失，影響電力系統管理工作。

2.6 積極引進先進技術和設備

為了提高安全控制水平，應當重視對先進技術和設備的引進和投入，保證設備及時更新，加強對電力系統的維護。電力企業應當重視對設備和技術的投資，在有限資金內選擇高新設備和技術，更符合電力系統發展需要。對新購設備加強審查，務必保證設備質量符合產品合格證明。避免應用假冒偽劣產品，埋下安全隱患。因此設備到場后，應當由廠家技術人員和工作人員對接，指導設備使用方法，并核對設備質量。電力企業應當積極參與行業技術研討會或講座活動，了解電力系統和自動化技術相關資訊，了解行業前沿信息，積極引進高新技術，提高安全控制水平。

3.結語

自動化技術投入使用后，提高了電力系統運行效率。針對現存安全控制問題提出，不斷提高遙信取樣電壓，使用線路編碼，完善自動化系統設計，完善安全控制制度，定期巡檢備份，積極引進先進技術和設備。讓人工和技術形成合力，消除安全隱患。