淺談變電所微機(jī)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及抗干擾措施

郭艷紅

摘要：目前絕大多數(shù)變電所是在原有一、二次設(shè)備的基礎(chǔ)上增裝微機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)變電所運(yùn)行管理的“三遙”或“四遙”的。通過遙測(cè)和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，有效節(jié)約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為能源管理提供了必要條件。因此，組態(tài)軟件在電力系統(tǒng)中將得到更多的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件。

1變電所微機(jī)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

變電所在通信和數(shù)據(jù)采集過程，就是遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)用過程。

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)就是利用遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)方運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視和控制。它主要包括“四遙”，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)。然而，現(xiàn)有的傳統(tǒng)變電所監(jiān)控系統(tǒng)主要由值班人員來處理信息變換，設(shè)備是傳統(tǒng)的電磁儀表和燈光音響設(shè)備裝置信息傳輸通道增加了電流的控制電纜因此這種監(jiān)控系統(tǒng)不可避免的存在以下主要問題與缺陷：①信息變換檢測(cè)依靠傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x表繼電器等模擬式設(shè)備數(shù)量多測(cè)量誤差大。②不能記錄事件發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間和順序。③儀表繼電器體積龐大功耗大占地面積大運(yùn)行人員不易觀察監(jiān)視。④依靠人的感官和判斷對(duì)信息處理準(zhǔn)確性有很大影響。⑤信息傳輸采用強(qiáng)電流信號(hào)直接傳輸，雖然抗干擾性能好但通道損耗大造成誤差大，傳輸距離有限且用作通道的控制電纜截面大數(shù)量多造成一次性投資較大。

針對(duì)以上問題和缺陷，采用組態(tài)王對(duì)變電站系統(tǒng)、電力負(fù)荷等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量、監(jiān)視與操作，它可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故，減少停電時(shí)間，各種遙測(cè)數(shù)據(jù)、分合閘操作，開關(guān)檢修及系統(tǒng)事故均可存盤保存，并可打印記錄，從而減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度

組態(tài)王運(yùn)行于windows操作系統(tǒng)，包括windows98、windowsNT、windows2000等windows系列操作系統(tǒng)，亞控科技在組態(tài)王6.0X系列版本成功應(yīng)用后，廣泛征詢數(shù)千家用戶的需求和使用經(jīng)驗(yàn)，采取先進(jìn)軟件開發(fā)模式和流程，由十多位資深軟件開發(fā)工程師歷時(shí)一年多的開發(fā)，及四十多位試用戶一年多的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)考驗(yàn)后，又成功推出了組態(tài)王6.5，它的使用更方便，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)異，軟件更穩(wěn)定，質(zhì)量更可靠。

組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一個(gè)完全意義上的工業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、電力、國(guó)屬糧庫(kù)、郵電通訊、環(huán)保、水處理、冶金和食品等各行業(yè)，并且作為首家國(guó)產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用于國(guó)防、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。組態(tài)王最突出的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)多任務(wù)、高可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化，正是由于組態(tài)王的特點(diǎn)，它才得以在控制領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。

2變電所微機(jī)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

基于組態(tài)王的變電所微機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的監(jiān)視控制和管理功能。①實(shí)現(xiàn)模擬量(電壓，電流，功率)，開關(guān)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。②監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)。③數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表打印功能(包括電網(wǎng)運(yùn)行的日?qǐng)?bào)表，月報(bào)表，年報(bào)表等歷史報(bào)表)。④歷史趨勢(shì)曲線顯示及打印。⑤歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。⑥開關(guān)量及越限報(bào)警，報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行聲光，語音等報(bào)警，可實(shí)時(shí)打印報(bào)警記錄，也可隨后打印報(bào)警信息。

同時(shí)利用組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能使變電所的現(xiàn)場(chǎng)和管理部門建立起聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。

隨著社會(huì)進(jìn)步和信息化速度的加快，工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求，因此，性能優(yōu)越、功能強(qiáng)大的組態(tài)軟件得到了廣泛應(yīng)用。

運(yùn)用組態(tài)王為工具的變電所監(jiān)控系統(tǒng)，能降低變電所造價(jià)、提高變電所的供電質(zhì)量和可靠性、減少值班人員操作和避免誤操作、縮短事故處理時(shí)間，該系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)于一體，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信，其具有監(jiān)視、管理、協(xié)調(diào)、控制能力，提高變電所的保護(hù)、控制功能，使變電所運(yùn)行更可靠，從而提高供電效率，確保輸變電系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3系統(tǒng)抗干擾措施

在硬件選型上嚴(yán)格考慮干擾因素，元器件的選擇，采用了具有抗干擾能力的電器元件，同時(shí)加強(qiáng)元器件的防護(hù)，從而避免了敏感元件的干擾因素。但是，僅僅這樣是不夠的，下面是幾種常用的硬件抗干擾措施：①布線時(shí)，盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲：電源線和地線要盡量粗，可以減少壓降和降低偶合噪聲。②閑置的I/O口，不要懸空，要接地或電源。③裝置故障自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。④加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控裝置出口回路的監(jiān)視和閉鎖。

下面從切斷干擾傳播途徑來實(shí)現(xiàn)抗干擾。

3.1隔離交流量經(jīng)中間電壓互感器和電流互感器隔離送入微機(jī)，或采用隔離開關(guān)量輸入板，系統(tǒng)之中均有體現(xiàn)。

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入，主要是斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)等。開關(guān)量的輸出，大多數(shù)也是對(duì)斷路器、隔離開關(guān)的控制。這些斷路器和隔離開關(guān)都處于強(qiáng)電回路中，如果與自動(dòng)化系統(tǒng)直接相連，必然會(huì)引起強(qiáng)的電磁干擾。因此要通過光耦合隔離或繼電器隔離，這樣會(huì)取得比較好的效果。開關(guān)量輸入回路前及信號(hào)變換部分應(yīng)考慮采用濾波，開關(guān)量輸入信號(hào)送給CPU之前，必須進(jìn)行隔離處理，可采用光電隔離，而且兩級(jí)光電隔離的效果會(huì)比較好，在開關(guān)量輸入板的出口處和CPU板的入口處各設(shè)置一級(jí)光電隔離。

3.2接地接地在變電所中，一次系統(tǒng)接地是以防雷和保證安全(系統(tǒng)中性點(diǎn)接地)為目的的，但它對(duì)二次回路的電磁兼容有重要的影響。如果接地合適，可以減少所內(nèi)的高頻瞬變電壓幅值，特別是減少電網(wǎng)中各點(diǎn)的瞬變電位差，減低了電網(wǎng)中的瞬變電位升高。這對(duì)二次設(shè)備的電磁兼容很有好處。

二次系統(tǒng)的接地，從電磁兼容的角度來說，應(yīng)做到：①多個(gè)電路共用接地線時(shí)，其阻抗應(yīng)盡量減少；②由多個(gè)電子器件組成的系統(tǒng)，各電子器件的工作接地應(yīng)連在一起，通過一點(diǎn)與安全接地網(wǎng)相連：③工作接地網(wǎng)各點(diǎn)的電位應(yīng)盡量保持一致。

電磁干擾可能進(jìn)入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)弱電部分的主要途徑是通過微機(jī)電源。因?yàn)殡娫磁c干擾源的聯(lián)系比較緊密，同時(shí)電源線直接連接至系統(tǒng)各部分，因此來自電源的干擾很容易引起死機(jī)。所以對(duì)微機(jī)電源的地線處理問題是很重要的。微機(jī)電源地線與機(jī)殼的連接方法有一點(diǎn)連接、多點(diǎn)連接和不連接三種。針對(duì)電源地線與機(jī)殼不連接的缺點(diǎn)，我們可采用一些方法來盡量減少微機(jī)電源地線對(duì)機(jī)殼的耦合：①盡量減少地線長(zhǎng)度，在允許的情況下加粗線徑j(luò)②微機(jī)系統(tǒng)的印刷電路板周圍都用電源線封閉起來：③印刷電路板上的要害部分不要走線過長(zhǎng)，特別是不要引至面板。

3.3微機(jī)電源的抗干擾①在電源的輸入側(cè)安裝電源濾波器，可以濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。②在電源的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，有隔離變壓器的輸出端直接向微機(jī)供電；③通過UPs電源向微機(jī)系統(tǒng)供電，可有效地抑制電網(wǎng)低頻正常狀態(tài)下的干擾。

此外，抑制干擾源的措施就是要盡量減小干擾源的du/dt、di/dt。減小干擾源的du/dt主要是在干擾源兩端并聯(lián)電容來實(shí)現(xiàn)：減小di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二級(jí)管來實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)論

組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)變電所、電力負(fù)荷等實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量、監(jiān)視與操作。它可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故，對(duì)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、報(bào)警和打印以及對(duì)變電所異?；蚴鹿实淖詣?dòng)識(shí)別。從而減少停電時(shí)間，減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

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