柏延平，沈軍云，傅雅珠，張文科

（國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司臨夏供電公司，甘肅 臨夏 731100）

0 引 言

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等二次設(shè)備就地安裝靠近高壓開(kāi)關(guān)柜，會(huì)受到運(yùn)行時(shí)的一次設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾。這些干擾源可以通過(guò)不同的途徑作用到變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等二次設(shè)備，從而耦合產(chǎn)生垃圾冗余信息，造成遠(yuǎn)動(dòng)等設(shè)備通信單元死機(jī)，影響運(yùn)維檢修人員和調(diào)度人員的正常工作。嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)鹄^電保護(hù)裝置誤動(dòng)，造成一系列不良影響。因此，對(duì)于變電站受電磁干擾強(qiáng)的廠站，需增加抗干擾措施實(shí)施的成本，以確保變電站能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

變電站遙信的誤報(bào)和繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理。項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤動(dòng)誤報(bào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，對(duì)錄波、通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行模擬試驗(yàn)，并提出符合實(shí)際的解決方案[2]。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況，采取一系列措施如對(duì)遙信誤報(bào)嚴(yán)重的變電站清潔更換觸點(diǎn)，采用磁環(huán)抑制干擾，在主站端進(jìn)行信息分流、分層、分類、分級(jí)及合理化設(shè)計(jì)等，以減少誘發(fā)遙信誤報(bào)的途徑[3]。

1 遙信誤報(bào)原因及主要技術(shù)措施

1.1 遙信誤報(bào)原因

對(duì)于開(kāi)關(guān)刀閘位置、繼電保護(hù)動(dòng)作情況等遙信信號(hào)問(wèn)題，運(yùn)行維護(hù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度管理EMS系統(tǒng)，都對(duì)其有著較大影響[4]。

（1）在經(jīng)常性的遙信誤報(bào)工作情況下，運(yùn)行調(diào)度人員會(huì)有極大的精神負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致其在事故發(fā)生時(shí)不能很好地處理事故、恢復(fù)正常供電。一些情況下，值班人員會(huì)判斷錯(cuò)誤，不能準(zhǔn)確了解刀閘、開(kāi)關(guān)等狀態(tài)量的實(shí)際情況，致使處理事故措施失誤，造成不好的影響。

（2）長(zhǎng)時(shí)間的干擾造成遙信信息不準(zhǔn)確，易使調(diào)度運(yùn)行人員消極怠工，降低警惕性，從而使現(xiàn)場(chǎng)工作人員失去工作熱情，進(jìn)而影響綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，增大發(fā)生事故的人為因素。

（3）長(zhǎng)時(shí)間的干擾、頻繁誤報(bào)的遙信信息及垃圾冗余信息上傳至調(diào)度主站等，造成垃圾冗余變位。冗余信息大量占用計(jì)算機(jī)資源，增加了處理時(shí)間，且浪費(fèi)人力、物力，增加了遙信信息檢索的困難度。

因此，要盡可能減少遙信信息誤報(bào)，降低繼電保護(hù)誤動(dòng)，正確反映實(shí)際運(yùn)行情況。此外，要及時(shí)處理垃圾冗余信息，消除干擾源。

針對(duì)以上情況，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)原因可總結(jié)如下：①開(kāi)關(guān)、繼電器和遙信端子箱觸點(diǎn)接觸不良造成虛接，信號(hào)斷斷續(xù)續(xù)，或遙信電源、遙信板故障；②在電磁干擾環(huán)境下，傳輸通道通信故障；③遠(yuǎn)動(dòng)RTU設(shè)備失電，出現(xiàn)誤碼；④數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤等人為原因；⑤多廠家保護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備之間軟件不匹配，造成遙信異常；⑥殺毒軟件安裝或使用不當(dāng)，造成通信故障；⑦遠(yuǎn)動(dòng)裝置本身或調(diào)度端采集處理軟件存在異常情況。

1.2 主要技術(shù)措施

變電站內(nèi)的高壓設(shè)備易對(duì)遙信回路產(chǎn)生電磁干擾，且電磁干擾的頻帶很寬（幾十千赫茲至幾百兆赫茲），嚴(yán)重影響對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、電網(wǎng)調(diào)度管理。

目前，對(duì)變電站遙信電纜上的干擾，可以采用濾波器進(jìn)行濾波。但是，濾波裝置復(fù)雜，抑制電磁干擾的頻帶較窄，抑制效果與源阻抗、負(fù)載阻抗有關(guān)，且需要斷電安裝，影響設(shè)備的正常使用[5]。或者通過(guò)施工工藝進(jìn)行有效隔離，在二次布線時(shí)將遙信電纜與強(qiáng)電電纜隔離；或者采用屏蔽、接地等措施，但施工量大、裝置復(fù)雜、費(fèi)用較高，且需要斷電改造[6]。針對(duì)遙信誤報(bào)的原因，建議采取綜合治理方案。

（1）通過(guò)調(diào)研和技術(shù)人員反映獲知，部分刀閘在實(shí)際運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著觸點(diǎn)老化和接觸不良情況的發(fā)生，會(huì)造成觸點(diǎn)機(jī)械傳動(dòng)接觸出現(xiàn)間斷性間隙，從而遙信對(duì)位不準(zhǔn)。開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的振動(dòng)有可能造成輔助觸點(diǎn)接觸不良或不對(duì)位，而輔助觸點(diǎn)表面的氧化也會(huì)造成接觸不良，使其在接觸過(guò)程中可能時(shí)斷時(shí)通。保護(hù)信號(hào)繼電器線圈通電后，上述過(guò)程的機(jī)械間隙將形成通電接點(diǎn)的短暫抖動(dòng)情況，現(xiàn)場(chǎng)用RTU靈敏度較高，觸點(diǎn)的分合信息即在主站反映的一連串變位信號(hào)。因此，針對(duì)輔助觸點(diǎn)引起的遙信誤報(bào)，可采取對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行清潔或者更換觸點(diǎn)的措施。

（2）從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況看，在有些遙信回路中存在一些高頻干擾。該干擾超過(guò)遙信的閾值后，可能引起遙信誤報(bào)。因此，針對(duì)遙信電纜中存在的高頻電磁干擾，可采取加裝高磁導(dǎo)率磁環(huán)的方法進(jìn)行抑制。磁環(huán)可以在線安裝，不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行斷電，不影響設(shè)備的正常工作。

（3）在調(diào)度中心了解到，后臺(tái)信息量很大，有一些是無(wú)用的遙信信息，且遙信信息內(nèi)容不同，缺乏相應(yīng)的分類處理。因此，可針對(duì)變電站遙信誤發(fā)在主站端采取措施，減少綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生遙信信息誤報(bào)的途徑。

2 復(fù)合高導(dǎo)磁體抑制干擾措施

目前，供電公司變電站遙信出現(xiàn)誤報(bào)問(wèn)題比較嚴(yán)重。針對(duì)治理遙信回路干擾存在的問(wèn)題，本文提出了一種應(yīng)用于遙信回路的在線寬頻帶差共模干擾抑制方法。該方法將不同磁導(dǎo)率的高導(dǎo)磁體組成的復(fù)合高導(dǎo)磁體組合安裝在遙信電纜進(jìn)入測(cè)控柜的芯線上，從而抑制遙信回路存在的差共模干擾，降低遙信誤報(bào)率。預(yù)計(jì)申報(bào)的實(shí)用新型屬于變電站抗電磁干擾措施，具體涉及針對(duì)遙信誤報(bào)采用復(fù)合高導(dǎo)磁體抑制遙信電纜上的高頻差共模干擾。

所用復(fù)合高導(dǎo)磁體由不同磁導(dǎo)率的高導(dǎo)磁體組成。高導(dǎo)磁體為高磁導(dǎo)率材料，可以吸收遙信電纜中寬頻帶的電磁干擾，特點(diǎn)是單個(gè)高導(dǎo)磁體為中空?qǐng)A柱體，外部為固定外殼。通過(guò)固定外殼將不同高導(dǎo)磁體粘接在一起，使其成為一個(gè)同軸結(jié)構(gòu)。將兩組復(fù)合高導(dǎo)磁體分別安裝在遙信電纜單根或雙根芯線上，可同時(shí)抑制電纜中的差共模干擾。與其他措施相比，電纜加裝復(fù)合高導(dǎo)磁體，具有抑制干擾頻帶寬、經(jīng)濟(jì)、方便、不斷電、可同時(shí)抑制差共模干擾等優(yōu)點(diǎn)，可有效抑制由于高頻電磁干擾引起的遙信誤報(bào)現(xiàn)象。圖1為復(fù)合高導(dǎo)磁體安裝示意圖。它將不同磁導(dǎo)率的高導(dǎo)磁體組成的復(fù)合高導(dǎo)磁體組合安裝在遙信電纜進(jìn)入測(cè)控柜的芯線上，從而抑制遙信回路中存在的差共模干擾，降低遙信誤報(bào)率。

3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及實(shí)施方案前后對(duì)比

3.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

本文實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)試驗(yàn)裝置的研發(fā)，有助于及時(shí)掌握變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、健康狀況，實(shí)現(xiàn)變電站遙信的狀態(tài)檢測(cè)。本文介紹一種變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)的試驗(yàn)裝置，其安裝在遙信電纜中進(jìn)入測(cè)控柜的芯線上。試驗(yàn)裝置包括至少兩組復(fù)合高導(dǎo)磁組件，每組復(fù)合高導(dǎo)磁組件都包括絕緣固定外殼和多個(gè)固定安裝在絕緣固定外殼中且導(dǎo)磁率互不相同的高導(dǎo)磁體。多個(gè)高導(dǎo)磁體沿芯線的軸向同軸排布，每個(gè)高導(dǎo)磁體都呈中空的圓柱體狀，中間設(shè)有容芯線穿過(guò)的通孔，以固定外殼的兩端于芯線。通過(guò)將多個(gè)不同導(dǎo)磁率的高導(dǎo)磁體同軸連接在一起組成復(fù)合高導(dǎo)磁組件，以有效抑制遙信電纜中高頻電磁干擾，同時(shí)有效抑制差共模干擾，盡可能減少和抑制遙信的誤報(bào)和漏報(bào)，避免出現(xiàn)信號(hào)抖動(dòng)現(xiàn)象，保證調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤動(dòng)誤報(bào)發(fā)生的誤報(bào)信號(hào)的裝置電氣量、裝置所在區(qū)域的空間電磁環(huán)境，為綜自系統(tǒng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施提供技術(shù)依據(jù)；

（2）對(duì)錄波、通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行模擬試驗(yàn)，探索抑制干擾的工程技術(shù)措施，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的軟件算法，提升現(xiàn)有測(cè)控裝置的抗擾度；

（3）根據(jù)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)、模擬實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果的分析總結(jié)，制定符合本單位實(shí)際情況的變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)的解決方案。

3.2 實(shí)施方案的前后對(duì)比

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的情況，初步認(rèn)定干擾來(lái)源發(fā)生在各站的測(cè)控裝置上。于是，提出了一些防護(hù)措施：

（1）接地方面要避免虛接，保證與地網(wǎng)接觸良好；

（2）針對(duì)線路上的干擾，采取濾波、并電容、加裝磁環(huán)等措施；

（3）針對(duì)井坪站設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，采取屏蔽措施；

（4）電源的紋波如果較嚴(yán)重，需要考慮濾波；

（5）通信方面，由于用的較多的是光設(shè)備，影響不大，干擾可能發(fā)生在對(duì)終端的干擾上；

（6）網(wǎng)線與其他強(qiáng)電電纜都鋪設(shè)在電纜溝中，會(huì)影響網(wǎng)線，可加裝屏蔽或換用屏蔽網(wǎng)線；

（7）針對(duì)各站出現(xiàn)的情況，建議檢查全部電纜接地，重新接地；

（8）檢查二次系統(tǒng)接線，防止接線錯(cuò)誤導(dǎo)致誤報(bào)；

（9）管理方面的因素，如檢修是否及時(shí)、惡劣的環(huán)境是否造成出頭接觸不良等；

（10）軟件方面，需判定整定閾值是否合適。

除采取上述任何措施外，還需要開(kāi)展全面測(cè)試和檢查，主要包括自動(dòng)化裝置信號(hào)接線、接地、繼電器觸點(diǎn)、控制與保護(hù)軟件等，對(duì)提高設(shè)備運(yùn)行可靠性、降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等意義重大。復(fù)合高導(dǎo)磁體抑制電磁干擾技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高檢修人員設(shè)備檢修能力，制定相應(yīng)的保護(hù)策略和改進(jìn)措施，避免大停電事故的發(fā)生，具有重要價(jià)值，能產(chǎn)生廣泛的社會(huì)效益。

4 結(jié) 論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況，采取一系列措施如對(duì)遙信誤報(bào)嚴(yán)重的變電站清潔更換觸點(diǎn)，采用磁環(huán)抑制干擾，在主站端進(jìn)行信息合理分流、分層設(shè)置，根據(jù)遙信量的重要程度適當(dāng)分類，根據(jù)遙信量的不同特點(diǎn)適當(dāng)分級(jí)，添加延時(shí)、屏蔽等常規(guī)實(shí)驗(yàn)信息的功能，電流、電壓盡采用遙測(cè)越限告警等，減少誘發(fā)遙信誤報(bào)的途徑。通過(guò)統(tǒng)計(jì)各站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后臺(tái)報(bào)文情況，發(fā)現(xiàn)采取各項(xiàng)措施后，遙信誤報(bào)率大大降低。本文研究方案的實(shí)施，不僅能有效降低遙信誤動(dòng)的概率，保證電力系統(tǒng)自動(dòng)化信息的準(zhǔn)確、可靠以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還可為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)現(xiàn)象提供治理方案和參考意見(jiàn)，帶來(lái)可觀的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、行業(yè)效益和社會(huì)效益。

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