電力微機(jī)保護(hù)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能

陳祖斌

（貴州省黔西縣供電局，貴州 黔西 551500）

1 電力微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析

1.1 遙測(cè)和遙信以及遙控功能

1.1.1 遙測(cè)

1)通過(guò)電流量輸入采集模塊采集各出線回路的各相電流，單個(gè)模塊可采集16回路電流。每一個(gè)回路可以由電流量輸入模塊采集該回路的電流，并根據(jù)測(cè)量的實(shí)際電壓、功率因數(shù)等來(lái)計(jì)算該回路的實(shí)際用電量。

2)通過(guò)模擬量輸入模塊采集變壓器的溫度信號(hào)、濕度信號(hào)以及液位信號(hào)等模擬量信號(hào) (各個(gè)模擬量信號(hào)需有4mA～20mA或0V～5V 輸出)。

1.1.2 遙信

利用開關(guān)量采集輸入模塊采集各出線回路開關(guān)分合閘狀態(tài)、開關(guān)故障報(bào)警信號(hào)、失壓報(bào)警信號(hào)、過(guò)壓報(bào)警信號(hào)以及框架式開關(guān)的位置，并對(duì)變壓器的風(fēng)機(jī)狀態(tài)、高溫、超高溫信號(hào)等開關(guān)量實(shí)施監(jiān)控，一個(gè)單獨(dú)模塊一般可采集16回路開關(guān)狀態(tài)。

1.1.3 遙控

通過(guò)繼電器控制輸出模塊分別對(duì)低壓各出線回路(帶有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、失壓脫扣器的開關(guān))實(shí)現(xiàn)開關(guān)的遠(yuǎn)程分、合閘功能。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能

1.2.1 顯示功能

系統(tǒng)可顯示變配電站實(shí)際開關(guān)柜體圖、一次系統(tǒng)圖，并在一次系統(tǒng)圖上顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài);顯示各配電回路的三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、有功電度、無(wú)功電度、頻率以及功率因數(shù)等電量參數(shù);顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài)和事故報(bào)警類別等;顯示各回路電量參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線圖;顯示變壓器的運(yùn)行狀態(tài)以及高溫、超高溫報(bào)警及瓦斯保護(hù);顯示其他工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障情況。

1.2.2 報(bào)警功能

狀態(tài)報(bào)警。當(dāng)變配電系統(tǒng)的開關(guān)出現(xiàn)過(guò)載跳閘、短路故障跳閘以及綜合繼電保護(hù)裝置內(nèi)部故障時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱、事故類別。

超限報(bào)警。當(dāng)變配電系統(tǒng)的各電量參數(shù)出現(xiàn)超過(guò)額定值時(shí)或其他工藝設(shè)備超限運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱。

三相不平衡報(bào)警。當(dāng)變、配電系統(tǒng)的三相電流或三相電壓值出現(xiàn)不平衡時(shí) (可自定義范圍)，計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱。

1.2.3 控制功能

在變配電站總值班室中央管理機(jī)處，可以通過(guò)鼠標(biāo)器控制各種高、低壓開關(guān)(帶有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或者帶有交流接觸器)的合閘和分閘;同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖功能，以防止具有閉鎖回路的開關(guān)誤操作。另外，還有統(tǒng)計(jì)和打印功能以及歷史記錄、通訊功能、自檢功能。

2 變電所內(nèi)的電磁干擾

2.1 電磁干擾的來(lái)源

目前，電力系統(tǒng)的電磁干擾源有外部干擾和內(nèi)部干擾兩個(gè)方面。外部干擾包括高壓開關(guān)操作、雷電、短路故障、電暈放電、高電壓大電流的電纜和設(shè)備向周圍輻射電磁波、高頻載波、對(duì)講機(jī)等輻射干擾源，及附近電臺(tái)、通信等產(chǎn)生的電磁干擾、靜電放電等。內(nèi)部干擾是由自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、元件布置和生產(chǎn)工藝等決定的。主要有雜散電感、電容引起的不同信號(hào)感應(yīng)，長(zhǎng)線傳輸造成的波反射、寄生振蕩和尖峰信號(hào)引起的干擾等。

2.2 變電所抗電磁干擾的措施

干擾對(duì)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在線運(yùn)行的影響很大，若不采取有效的措施，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。消除或抑制電磁干擾的措施有:

2.2.1 隔離和屏蔽變電所的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置以及其他自動(dòng)化裝置所采集的模擬量，大多數(shù)來(lái)自一次系統(tǒng)的電壓互感器和電流互感器，它們均處于強(qiáng)電回路中，不能直接輸入到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過(guò)設(shè)置在自動(dòng)化系統(tǒng)各種交流回路中的隔離變壓器。這些隔離變壓器一次、二次中間必須有隔離層和屏蔽層，而且屏蔽層必須安全接地，這樣可起電場(chǎng)屏蔽作用，防止高頻信號(hào)通過(guò)分布電容進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入、輸出，主要是對(duì)斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)等的控制。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。因此要采用光耦合隔離或繼電器隔離措施，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。開關(guān)量輸出回路也應(yīng)該在前端采取隔離措施，可通過(guò)光耦合或繼電器進(jìn)行隔離，而且兩級(jí)隔離的效果比較好。在CPU板的出口處和開關(guān)量輸出板的入口處各設(shè)一級(jí)隔離。開關(guān)量輸出回路一般都用于控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，所以一般不能加濾波器。

2.2.2 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，減少了電網(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。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(guò)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(lái)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。實(shí)踐中，多采用微機(jī)電源地線和機(jī)殼不連接的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是:由于干擾造成的流過(guò)電源的浪涌電流可大大減少，從而增加了抗共模干擾的能力，可明顯地提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.2.3 微機(jī)電源的抗干擾

微機(jī)電源回路是電磁干擾最容易進(jìn)入的通道，所以電源回路必須采用比其他回路更多的抗電磁干擾措施。對(duì)于微機(jī)電源的抗干擾，在實(shí)踐中采取如下措施都是很有效的:一是在電源的輸入側(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。二是在電源的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，由隔離變壓器的輸出端直接向微機(jī)供電;三是通過(guò)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。

3 結(jié)論

近年來(lái)，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于石油、石化、電力、煤炭、鋼鐵、航空等行業(yè)。但是，變電所綜合自動(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)，它們所工作的環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，很容易受到電磁的干擾而不能正常工作，給電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)重的后果。所以，應(yīng)注意提高變電所的抗電磁干擾能力。

綜上所述了變電所的微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能，針對(duì)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)很容易受到電磁干擾而不能正常工作的狀況，并提出了變電所抗電磁干擾應(yīng)采取的措施。

[1]陳遠(yuǎn)春，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與操作管理.

[2]縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化功能規(guī)范DL/T635-1997.

[3]劉健，配電自動(dòng)化系統(tǒng)[M].