配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信抗干擾技術(shù)探討

楊新培

（福建省廈門電業(yè)局，福建　廈門　361000）

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信抗干擾技術(shù)探討

楊新培

（福建省廈門電業(yè)局，福建廈門361000）

摘要：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)日益成熟。分析了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信干擾產(chǎn)生的原因，提出了解決配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遙信干擾的方案 以及防止遙信誤動(dòng)作的技術(shù)措施，在實(shí)際運(yùn)行過程，這些方案和措施取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；遙信干擾；原因分析；技術(shù)措施

1　問題的提出

遙信技術(shù)是配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一項(xiàng)基本功能，遙信信息主要由變電站的開關(guān)、刀閘的位置、保護(hù)信號(hào)、繼電器動(dòng)作等模擬量和開關(guān)量的現(xiàn)場(chǎng)信息，遙信數(shù)據(jù)量約占配電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)總數(shù)據(jù)采集量的70%以上，遙信控制技術(shù)直接反應(yīng)電網(wǎng)、變電站等相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息。一般在供電網(wǎng)絡(luò)的配網(wǎng)自動(dòng)化控制運(yùn)行初期，在設(shè)備運(yùn)行各種實(shí)驗(yàn)性調(diào)試、試運(yùn)行、保護(hù)動(dòng)作測(cè)試過程；在檢修測(cè)試?yán)祥_關(guān)，繼電器的動(dòng)作的抖動(dòng)過程，例如一次性保護(hù)試驗(yàn)過程，遙信容易頻繁誤動(dòng)作，這對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性也是一次嚴(yán)峻的考驗(yàn)；遙信信號(hào)提供了配電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，也是調(diào)度人員監(jiān)視電網(wǎng)、判定故障的直接依據(jù)。遙信干擾引起的誤動(dòng)，會(huì)擾亂調(diào)度人員對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控，干擾整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還嚴(yán)重影響事故報(bào)警和電網(wǎng)調(diào)度人員對(duì)電網(wǎng)故障的判斷分析及對(duì)電網(wǎng)事故的正確處理。因此對(duì)于減少遙信信息的誤報(bào)、漏報(bào)，加強(qiáng)遙信信息傳輸?shù)目煽啃詫?duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和故障分析具有重要意義；針對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具體環(huán)境，結(jié)合所使用的配網(wǎng)自動(dòng)化子站及FTU，提出了解決遙信干擾問題的措施。

2　遙信干擾產(chǎn)生原因分析

2.1強(qiáng)電磁干擾原因

由于我國(guó)電網(wǎng)多是交流傳輸，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，交變電場(chǎng)周圍感應(yīng)產(chǎn)生隨機(jī)變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)也會(huì)感應(yīng)出電場(chǎng)。在配電網(wǎng)絡(luò)、變電站周圍必將存在很大的電磁場(chǎng)，這樣勢(shì)必對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。另外在操作開關(guān)時(shí)，強(qiáng)大的電流脈沖信號(hào)、以及刀閘開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸與分離也會(huì)產(chǎn)生瞬間放電造成的電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾信號(hào)。由于一般遙信采集信號(hào)工作電壓為直流24V，這些強(qiáng)電磁干擾信號(hào)通過電遙信二次電纜傳輸疊加在遙信采集回路的終端設(shè)備使用的直流24V電源上，這個(gè)經(jīng)過疊加的電壓采集信號(hào)最終到達(dá)FTU或配網(wǎng)自動(dòng)化子站，疊加信號(hào)以電壓形式存在，取樣信號(hào)工作電壓值會(huì)達(dá)到40v-50v左右。經(jīng)過疊加的采集信號(hào)導(dǎo)致各保護(hù)裝置的位置繼電器、保護(hù)機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)輸入開端的光耦隔離的導(dǎo)通，從而造成遙信誤報(bào)，傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)調(diào)度中心，圖1給出了電磁干擾造成遙信誤報(bào)的原理。

圖1　電磁干擾疊加造成的遙信誤報(bào)原理圖

2.2觸點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的抖動(dòng)原因

觸點(diǎn)抖動(dòng)或者節(jié)點(diǎn)的顫抖原因是多方面的，經(jīng)過分析基本是因?yàn)楦黝愑|點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間使用或者因?yàn)槭褂铆h(huán)境的影響造成的氧化、磨損、灰塵油污等會(huì)造成合閘、斷開過程，造成的接觸不良，容易引起遙信采集信號(hào)的不穩(wěn)定而抖動(dòng)；另外，因?yàn)殚_關(guān)機(jī)構(gòu)一般是彈簧機(jī)構(gòu)，在開閘、合閘過程都會(huì)產(chǎn)生彈性形變?cè)斐傻恼饎?dòng)，震動(dòng)容易引起機(jī)構(gòu)的螺栓縫合松動(dòng)、接觸不實(shí)、結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)裂痕、斷裂等，這些開關(guān)的輔助接點(diǎn)連接的遙信節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作；最后由于數(shù)據(jù)采集信號(hào)的噪聲誤差也會(huì)引起電壓波動(dòng)，從而引起遙信信號(hào)的誤報(bào)、漏報(bào)。圖2給出了觸點(diǎn)抖動(dòng)等原因造成的遙信誤報(bào)，通過光電隔離的波形反映出觸點(diǎn)抖動(dòng)的的暫態(tài)過程，采集回路將抖動(dòng)的遙信信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)度中心，造成遙信的誤報(bào)。

圖2　觸點(diǎn)抖動(dòng)造成遙信信號(hào)干擾

2.3傳輸通道的影響

目前配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信是通過信道編碼傳輸技術(shù)，配網(wǎng)自動(dòng)化子站到主站的通信方式為光纖網(wǎng)絡(luò)ATM異步傳輸方式，其傳輸誤碼率極低。在配電網(wǎng)絡(luò)控制中，所有的數(shù)據(jù)經(jīng)過對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約編成16進(jìn)制碼源，編碼成功后，數(shù)據(jù)打包，通過遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸通道，上傳調(diào)度控制站主站，調(diào)度主站數(shù)據(jù)處理板進(jìn)行解碼處理后，提取需要的數(shù)據(jù)和信息。遙信編碼信號(hào)在溝道鋪設(shè)的電纜線路傳輸過程，會(huì)造成外部環(huán)境的信道干擾；在數(shù)據(jù)編碼和打包以及解碼提取信息的過程，由于數(shù)據(jù)丟失、誤碼率的存在，會(huì)造成編碼、解碼數(shù)據(jù)失真，這些原因?qū)?huì)造成遙信信號(hào)誤報(bào)、漏報(bào)。

3　防止遙信干擾的措施

為有效防止遙信信號(hào)的干擾，增強(qiáng)遙信信號(hào)的抗干擾能力，提出了以下幾個(gè)措施：

（1）遙信信號(hào)電纜單獨(dú)敷設(shè)，采用光纖網(wǎng)絡(luò)，遙信二次電纜采用防電磁干擾的屏蔽電纜，所有信號(hào)電纜均要進(jìn)行良好接地。采用這種方法，將有效防止強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。可以有效抑制感應(yīng)疊加電壓對(duì)FTU及配網(wǎng)自動(dòng)化子站的干擾沖擊；另外，信號(hào)電纜與電力電纜留足距離，可以有效減少信號(hào)傳輸?shù)闹虚g干擾環(huán)節(jié)。

（2）增加軟硬件濾波裝置。配電網(wǎng)及變電站遙信控制電路板。數(shù)據(jù)采集板均增加合適的濾波器，根據(jù)繼電器節(jié)點(diǎn)自保持時(shí)間和對(duì)遙信動(dòng)作時(shí)間分辨率等參考數(shù)據(jù)，可以選擇10ms的硬件濾波器進(jìn)行濾波；采用軟件編程，編制濾波軟件，可以有效的去除高次諧波的污染以及防止信號(hào)失真，平滑信號(hào)傳輸能力。

（3）采用先進(jìn)的硬件設(shè)備和軟件設(shè)施，選用雙采集點(diǎn)的模式，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和改造，減少遙信信號(hào)的抖動(dòng)失真；利用軟硬件增強(qiáng)通信數(shù)據(jù)的采集、編碼、傳輸、解碼功能，比如采用曼切斯特編碼和漢明碼解碼技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行裕黾榆浖幚淼娜哂喽?，防止?shù)據(jù)丟失、失真，濾除干擾信號(hào)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。

4　結(jié)論

遙信是配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)功能，，本文對(duì)造成遙信誤報(bào)、漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)的原因進(jìn)行了分析，并提出了有效解決遙信信號(hào)干擾的措施，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，能夠有效的解決遙信誤報(bào)的幾率，增強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性，提高了人民的生活舒適度。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭樂平.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].技術(shù)論壇，2012（03）：113-115.

[2]曹 艷.遙信信號(hào)誤報(bào)的分析與處理[J].電氣技術(shù)，2012（03）：75-76.

[3]謝遠(yuǎn)圓.提高變電站監(jiān)控系統(tǒng)可靠性[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2005（06）：99-101.

[4]李孝杰，向偉.張家界局遙信誤動(dòng)分析處理[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2007（04）：91-94.