孫詩(shī)華

武漢市黃陂區(qū)供電公司生技部，湖北 武漢 430300

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、自動(dòng)化水平高、可節(jié)約占地面積、減輕值班員操作及監(jiān)視的工作量、縮短維修周期以及可實(shí)現(xiàn)無人值班等優(yōu)越性。在研制綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中，如果不充分考慮可靠性問題，沒有采取必要的措施，這樣的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾下，也確實(shí)很容易不能正常工作，甚至損壞元器件。因此，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性是個(gè)很重要的問題。

1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

隨著我國(guó)電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段。隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中控制、集中操作和反事故措施等。利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實(shí)現(xiàn)信息共享，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積，對(duì)變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。

變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。因此，變電站綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種新生事物，很多人對(duì)它還不夠了解，因此也不放心。特別是目前不少工作在變電站第 一線的技術(shù)人員與運(yùn)行人員，對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還不了解，對(duì)其可靠性問題比較擔(dān)心；另一方面，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng)，但它們的工作環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程中必須充分考慮到系統(tǒng)可靠性的問題。

2 變電站抗電磁干擾措施

干擾源的能量通過各種途徑以傳導(dǎo)或輻射方式耦合至變電站的一次系統(tǒng)和二次回路，表現(xiàn)為在電力線、信號(hào)線、控制回路和自動(dòng)化系統(tǒng)上的干擾電壓和干擾電流的水平或電場(chǎng)和磁場(chǎng)的水平。因此，電磁兼容是至關(guān)重要的問題。

根據(jù)電磁干擾基本要素的特點(diǎn)，解決電磁兼容問題、控制電磁干擾，除限制電磁干擾源的電磁發(fā)射，提高敏感設(shè)備的抗干擾能力外，一個(gè)有效的措施是在電磁干擾傳播途徑上采取措施。控制電磁干擾的主要技術(shù)措施有濾波技術(shù)、接地技術(shù)、屏蔽技術(shù)和搭接技術(shù)。

濾波技術(shù)的基本原理是在敏感設(shè)備的外接端口連線上裝濾波器，以選擇信號(hào)、抑制干擾。如各類電源濾波器、數(shù)字信號(hào)續(xù)濾波器和一些專用特殊濾波器等。所以，濾波技術(shù)是抑制傳導(dǎo)耦合的一項(xiàng)非常有效的技術(shù)措施。

接地技術(shù)是任何電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)必須采用的一項(xiàng)技術(shù)措施。一方面它是保證人身和設(shè)備安全的必要技術(shù)措施；另一方面它為電子設(shè)備或系統(tǒng)正常工作提供了模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的零電位基準(zhǔn)參考點(diǎn)。常見的接地系統(tǒng)有浮地系統(tǒng)、單點(diǎn)接地系統(tǒng)、多點(diǎn)接地系統(tǒng)和混合接地系統(tǒng)。按用途分類則有安全接地、靜電接地、避雷接地、電源接地、屏蔽接地和信號(hào)接地等?？梢?，接地技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，也是抑制公共接地阻抗耦合和阻性耦合的有效技術(shù)措施。

屏蔽技術(shù)是—項(xiàng)將電磁干擾源和敏感設(shè)備進(jìn)行空間電磁隔離、抑制輻射耦合的技術(shù)措施。主要方法有靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。靜電屏蔽主要用金屬材料制成容器或網(wǎng)，抑制容性耦合；磁屏蔽主要采用高導(dǎo)磁材料制作屏蔽體，抑制感性耦合；而電磁屏蔽則利用金屬材料的渦流效應(yīng)或?qū)﹄姶挪ǖ姆瓷湫?yīng)抑制空間輻射電磁場(chǎng)。屏蔽技術(shù)可以用于元件和組件的屏蔽、連接器的屏蔽、電纜的屏蔽和設(shè)備或系統(tǒng)的屏蔽。

搭接技術(shù)主要是解決兩個(gè)金屬物體之間具有良好連接的技術(shù)?？梢酝ㄟ^機(jī)械方法或化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，以在兩個(gè)金屬物體之間建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路。如可采用鉚接、熔焊、壓接等永久件搭接方法，也可采用螺栓、螺釘、夾具等半永久性搭接方法。搭接技術(shù)是抑制電磁干擾的重要的工藝性措施。搭接不良或不當(dāng)，不僅直接降低設(shè)備或系統(tǒng)的抗雷電、抗靜電和抗信號(hào)電磁吸聲干擾的能力，而且還影響其他抑制電磁干擾技術(shù)措施的實(shí)施效果。

3 故障自診斷

故障自診斷（簡(jiǎn)稱自檢），是指綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有對(duì)內(nèi)部各主要部件在不需要運(yùn)行人員參與的情況下進(jìn)行自檢查的功能，如果檢查出某部分工作不正常，則立即報(bào)警，以提醒維護(hù)人員進(jìn)行檢修。自動(dòng)化系統(tǒng)具有故障自診斷功能，只要內(nèi)部出現(xiàn)故障不必等待維護(hù)人員去檢查，能立即發(fā)現(xiàn)，可以及時(shí)處理，這不僅可以免去定期檢修的工作量，而且由自動(dòng)化系統(tǒng)自檢發(fā)現(xiàn)問題，還能指示故障部位，可以大大縮短維修時(shí)間，對(duì)提高電力系統(tǒng)的安全、可靠性很有好處。

3.1 RAM自檢

對(duì)RAM的檢查可以有破壞性測(cè)試和非破壞性測(cè)試。破壞性測(cè)試系指進(jìn)行自檢時(shí)，壞了原來RAM存放的數(shù)據(jù)等，破壞性測(cè)試只能用于剛上電時(shí)的靜態(tài)檢查，它可以檢查到每一個(gè)RAM單元的每一位。這種方法耗時(shí)，只能作為靜態(tài)自檢用。非破壞性測(cè)試系統(tǒng)是指對(duì)某個(gè)RAM單元測(cè)試時(shí)，需要將原來的數(shù)據(jù)保留，等測(cè)試完成時(shí)，恢復(fù)其原來的數(shù)據(jù)。這種方法可以作為動(dòng)態(tài)自檢，但要檢查完全部RAM，周期較長(zhǎng)，而且不能檢出一根粘結(jié)的地址線。

3.2 EPROM的自檢

EPROM屬于只讀存儲(chǔ)器。一般用于存放程序或參數(shù)，可以用以下求檢驗(yàn)和的方法測(cè)試。即可將EPROM分成若干段，將每一段中自第一個(gè)字節(jié)至第末字節(jié)的代碼，采取按位加的辦法，將它們?nèi)肯嗉悠饋恚贸鲆粋€(gè)和數(shù)（不考慮進(jìn)位），稱檢驗(yàn)和，并將這個(gè)檢驗(yàn)和事先存放在EPROM指定的地址單元中。以后在進(jìn)行自檢時(shí)，得到一個(gè)和數(shù)，將此和數(shù)與事先存放的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較，若相等，則認(rèn)為此段EPROM正常，否則就認(rèn)為該段有錯(cuò)，這種檢驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，耗時(shí)少，但若有兩個(gè)單元的同一位出錯(cuò)便檢查不出來。

3.3 模擬量輸入通道的自檢

模擬量輸入通道的自檢，包括對(duì)模擬濾波器、采樣保持器、模擬多路開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢查，可以考慮在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)，專設(shè)一個(gè)采樣通道，該通道的輸入是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓，CPU可以通過對(duì)這一通道的采樣值的監(jiān)視來檢測(cè)多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器是否正常等。

3.4 運(yùn)行過程重要數(shù)據(jù)校核

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，會(huì)有一些重要的中間結(jié)果數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)執(zhí)行程序有關(guān)鍵影響。為防止這些重要數(shù)據(jù)和標(biāo)志在強(qiáng)電磁干擾下出錯(cuò)，可分別將同一數(shù)據(jù)（或標(biāo)志）存放在內(nèi)存的兩個(gè)不同區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是直接存入，另一區(qū)域是將該數(shù)據(jù)或標(biāo)志變?yōu)榉创a后再存入。在使用這些數(shù)據(jù)或標(biāo)志前，先進(jìn)行校對(duì)，即將這兩個(gè)不同區(qū)域的數(shù)據(jù)（標(biāo)志）進(jìn)行比較校對(duì)，如兩者不一致，說明有些RAM單元有錯(cuò)誤，該數(shù)據(jù)或標(biāo)志不可信，應(yīng)剔除。這種方法簡(jiǎn)單，花費(fèi)時(shí)間很少。

[1]李源，提兆旭，張沛超，郁惟鏞.變電站管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999(2).

[2]綦希林.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一種方案[J].微計(jì)算機(jī)信息，1996(2).

[3]沈承，曹廣益，朱新堅(jiān).移動(dòng)電站故障自診斷及語(yǔ)音提示、報(bào)警系統(tǒng)的研究[J].電氣自動(dòng)化，2001(3).