變電站自動(dòng)化設(shè)備抗干擾問(wèn)題的研究

范德和

摘 要：信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，使得自動(dòng)化設(shè)備在變電站中得到了廣泛的應(yīng)用，并已成為變電站的重要運(yùn)行設(shè)備。相比傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，自動(dòng)化設(shè)備具有使用方便、可遠(yuǎn)程監(jiān)控、可自動(dòng)判斷故障等優(yōu)點(diǎn)。但是，在日常使用中也會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備干擾問(wèn)題，造成設(shè)備的誤動(dòng)或拒動(dòng)現(xiàn)象，以致不能及時(shí)的對(duì)站內(nèi)設(shè)備故障進(jìn)行判斷，造成采集及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)失真等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了變電站的正常運(yùn)行。因此，增強(qiáng)變電站自動(dòng)化設(shè)備抗干擾能力勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：變電站；自動(dòng)化設(shè)備；抗干擾；電磁干擾

1 變電站自動(dòng)化設(shè)備抗干擾問(wèn)題分析

1.1 變電站自動(dòng)化設(shè)備的自身問(wèn)題

變電站的使用設(shè)備逐漸走向自動(dòng)化，然而，由于自動(dòng)化設(shè)備自身設(shè)計(jì)不合理、元器件質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)造成抗干擾能力較差，造成變電站自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中存在干擾問(wèn)題。另外，通過(guò)對(duì)中山局多個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備元器件在長(zhǎng)期的使用之下，由于性能的下降可能會(huì)引起信號(hào)采集的回路電源出現(xiàn)不穩(wěn)定，或負(fù)載能力下降等會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的自身造成干擾的問(wèn)題，尤其是電容器、電阻、光電隔離器件等出現(xiàn)損壞的問(wèn)題。

1.2 電磁干擾問(wèn)題

變電站是電力系統(tǒng)的重要樞紐，站內(nèi)采用的電力設(shè)備極多，其中有很多設(shè)備都存在電磁性，尤其是變電站在一次和二次設(shè)備之間還存在電與磁之間的聯(lián)系，而在這種惡劣的電磁環(huán)境之下，一次設(shè)備發(fā)生任何的狀態(tài)變化都可能通過(guò)耦合串入到二次設(shè)備，如自動(dòng)化設(shè)備，造成電磁干擾的問(wèn)題。另外，高壓開(kāi)關(guān)的操作、電力設(shè)備的運(yùn)行、靜電放電操作、輻射電磁場(chǎng)等都會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成電磁干擾，另外，在雷電的影響下，也會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，甚至?xí)?duì)自動(dòng)化設(shè)備的集成芯片造成燒毀的現(xiàn)象，極易造成設(shè)備誤動(dòng)的現(xiàn)象，對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的影響[1]。

1.3 設(shè)計(jì)因素引起的干擾問(wèn)題

除上述以外，變電站自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾問(wèn)題還有很大一部分出在設(shè)計(jì)上。例如，在對(duì)信號(hào)采集回路的電源進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是采用單獨(dú)配置的電源，而且，在使用的過(guò)程中，一般都會(huì)直接接入變電站內(nèi)的直流系統(tǒng)或所用的電源，如果站內(nèi)的直流系統(tǒng)電壓質(zhì)量不高，或變電站內(nèi)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的話，就會(huì)對(duì)信號(hào)采集造成一定程度的干擾現(xiàn)象。

2 變電站自動(dòng)化設(shè)備抗干擾的解決措施

2.1 提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的自身質(zhì)量

通過(guò)以上的分析得知，變電站自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)干擾的問(wèn)題，有很大一部分都由于自動(dòng)化設(shè)備的自身問(wèn)題，對(duì)此，要提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的自身質(zhì)量。首先，要做好變電站自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)，因?yàn)樽冸娬镜拇笮　⒁?guī)模等各有差異，因此，自動(dòng)化設(shè)備的性能不能一視同仁，要根據(jù)變電站的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，要以符合并適合變電站的使用為準(zhǔn)。其次，要提高自動(dòng)化設(shè)備的質(zhì)量，變電站自動(dòng)化設(shè)備的制作上會(huì)涉及到大量的元器件，如果有一個(gè)或多個(gè)元器件的質(zhì)量存在問(wèn)題的話，就會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的性能帶來(lái)影響，因此，應(yīng)加強(qiáng)電氣元器件的質(zhì)量保證，選擇經(jīng)過(guò)嚴(yán)格電磁兼容試驗(yàn)的元器件。這樣才能避免自動(dòng)化設(shè)備受自身性能的影響而產(chǎn)生干擾問(wèn)題。第三，要加強(qiáng)變電站自動(dòng)化設(shè)備的檢查和更新，因?yàn)檎緝?nèi)自動(dòng)化設(shè)備在長(zhǎng)期的使用下，一些元器件的能力會(huì)下降，自動(dòng)化設(shè)備的整體性能也會(huì)隨之下降，極易產(chǎn)生負(fù)載能力下降等問(wèn)題，使得自動(dòng)化設(shè)備的自身產(chǎn)生干擾的現(xiàn)象，因此，要加強(qiáng)對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有陳舊設(shè)備的性能降低要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更新，避免繼續(xù)使用受到干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)影響了變電站的正常運(yùn)行[2]。

2.2 屏蔽措施

變電站自動(dòng)化設(shè)備在信號(hào)采集的過(guò)程中，使用的電纜是采用帶有屏蔽層的信號(hào)電纜，在實(shí)踐中，這種電纜具有較強(qiáng)的抗電磁干擾的作用，因此，在電磁干擾下要做好自動(dòng)化設(shè)備信號(hào)采集電纜線的屏蔽措施。當(dāng)然，信號(hào)采集電纜線的屏蔽層對(duì)電磁干擾的屏蔽效果并不是一成不變的，而是與屏蔽層材料的高頻集膚效應(yīng)、導(dǎo)磁系數(shù)、電阻等因素有著直接的關(guān)系。如果電纜線的屏蔽層采用的是高導(dǎo)磁材料的話，那么屏蔽層外部的磁力線大部分都會(huì)偏移至屏蔽層中，這樣就不會(huì)與屏蔽層內(nèi)的導(dǎo)線出現(xiàn)相互交聯(lián)的現(xiàn)象，就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。此外，在社會(huì)科技如此發(fā)達(dá)的時(shí)代中，光纖技術(shù)也在飛速的發(fā)展，如果條件允許的話，可以考慮將光纖技術(shù)應(yīng)用到變電站中，將串口通信電纜新路換成光纖線路，這樣能夠徹底的解決變電站自動(dòng)化設(shè)備的電磁干擾問(wèn)題，更有利于變電站自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2.3 提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量

設(shè)計(jì)是變電站自動(dòng)化設(shè)備的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)，可靠功能質(zhì)量設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步保證變電站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，相反，會(huì)造成變電站設(shè)備的干擾問(wèn)題，因此，要全面提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力?？梢栽谧詣?dòng)化設(shè)備的信號(hào)輸入回路上應(yīng)用光電隔離裝置，但是，光電隔離裝置在使用中的耐壓水平不是很高，如果使用不當(dāng)會(huì)造成裝置的損壞，就當(dāng)今來(lái)說(shuō)，這種裝置主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集裝置中，因此，在應(yīng)用到自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的使用情況適當(dāng)?shù)氖褂?。另外，可以著手于系統(tǒng)軟件方面，通過(guò)加強(qiáng)系統(tǒng)軟件對(duì)干擾的防范能力能夠有效的提高自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力，就現(xiàn)今來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)系統(tǒng)軟件的抗干擾措施有很多，如，設(shè)置軟件陷阱、自檢程序等，都能夠有效的提高系統(tǒng)軟件對(duì)外界干擾的防御能力，能夠進(jìn)一步提高變電站自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力[4]。目前，中山局普遍使用的是分散與集中相結(jié)合的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，將配電線路的保護(hù)和測(cè)控單元分散安裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，而高壓線路和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 變電站自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖

這種結(jié)構(gòu)模式，二次電纜仍大量的使用，難以避免站內(nèi)各種電磁干擾。隨著相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展和成熟應(yīng)用，全分散式結(jié)構(gòu)為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選型提供了廣闊的平臺(tái)，越來(lái)越得到基建及設(shè)計(jì)部門(mén)的認(rèn)可，其將保護(hù)、測(cè)控設(shè)備按照間隔直接下放到一次設(shè)備屏上，大大簡(jiǎn)化二次電纜的數(shù)量，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，從這個(gè)角度無(wú)疑是一種非常理想的方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技水平的不斷提高，能夠?qū)ψ冸娬具M(jìn)行遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)檢測(cè)故障、自動(dòng)控制等功能的自動(dòng)化設(shè)備已在變電站中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在實(shí)際的使用中，自動(dòng)化設(shè)備的信號(hào)采集、通信等會(huì)受到自身或外部等因素的干擾，影響了信號(hào)采集的準(zhǔn)確性，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)變電站的正常運(yùn)行造成不利。通過(guò)文章對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備抗干擾問(wèn)題的原因分析，結(jié)合工程實(shí)際就提出了幾方面提高設(shè)備抗干擾能力，減少自動(dòng)化設(shè)備受到干擾的解決措施。

參考文獻(xiàn)

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