變電站綜自通訊中斷維護(hù)實(shí)例分析

摘 要：隨著變電站綜合自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，對我們運(yùn)維工程師來說是一個機(jī)遇也是一個挑戰(zhàn)，這就對我們提出了更高的要求，不僅要掌握電力系統(tǒng)自動化的知識，還要過硬的計算機(jī)技能，不僅要有理論基礎(chǔ)，還要有分析和解決問題的方法和實(shí)際動手能力。本文以35kV東至勝利變綜自10kV保護(hù)裝置通訊中斷為例分析了在變電站綜合自動化系統(tǒng)在運(yùn)維中解決此類問題的方法及應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：RTU；CAN；總線；電磁干擾；通訊中斷

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0122-01

1 故障現(xiàn)象及通常解決方法

35kV東至勝利變的RTU采用的是繼遠(yuǎn)電網(wǎng)的JYSZK總控，微機(jī)保護(hù)裝置是繼遠(yuǎn)電網(wǎng)的C型保護(hù)裝置，10kV采用的是分散C型保護(hù)裝置的設(shè)計方案，當(dāng)電容器分閘時，造成整個10kV裝置通訊中斷，總控CAN口燒壞。進(jìn)行其他斷路器分閘時也經(jīng)常性地造成整個10kV保護(hù)裝置通訊中斷，總控CAN口被擊穿。通常我們對這種CAN口被擊穿的問題的解決方法是更換CAN口，東至勝利變RTU提供一個CAN口與10kV保護(hù)裝置通訊，另一個CAN口與35kV保護(hù)裝置、主變保護(hù)裝置及測控裝置通訊，用備用CAN口替換被擊穿的CAN口并配置、接線。但是這種方法沒有找到問題的根源，恢復(fù)通訊之后往往過不了多久由于電容器或者其他斷路器的操作時總控CAN口再次被擊穿通訊又中斷了。

2 問題分析

到達(dá)東至勝利變現(xiàn)場之后，我首先采用的是模擬替代的方法，用備用的電容器保護(hù)裝置做更換，更換之后做同樣的操作，當(dāng)電容器分閘時，同樣的問題發(fā)生了，事實(shí)證明問題與保護(hù)裝置無關(guān)。是否與總型的CAN口板有關(guān)呢，也不可能，因為此前CAN板已經(jīng)更換過不止一次了，所以我想到了變電站綜合自動化的干擾問題，電容器的分閘會產(chǎn)生脈沖磁場，磁場強(qiáng)度為數(shù)百安每米。如果沒有良好的抗干擾傳輸介質(zhì)，這樣的磁場強(qiáng)度足以擊穿CAN口，造成通信中斷。果真如此嗎？于是我做了這樣的嘗試，我將這臺電容器保護(hù)裝置的通訊線解開，重先換了一根通訊線接上，并在該通訊線的兩端加裝120Ω的電阻，然后反復(fù)做電容器斷路器分合閘操作，CAN口沒有被擊穿。我欣喜的發(fā)現(xiàn)了問題所在，高興的對客戶說了四個字：電磁干擾。

變電站綜合自動化系統(tǒng)的干擾問題一直以來都是運(yùn)維工程師的大敵，如何解決干擾問題，要從根源分析，干擾源、耦合通道、敏感回路稱為電磁干擾的三個要素：①干擾源：在這個實(shí)例中很顯然斷路器的操作是干擾源，干擾信號就來自于干擾源，干擾信號又分為外部干擾和內(nèi)部干擾，我們已經(jīng)排除了裝置自己的原因，所以它也不是內(nèi)部干擾，這個干擾信號是外部干擾。②耦合通道：干擾源和總型裝置雖然共用一個接地系統(tǒng)，但是它們并不存在一個共用一個接地電流返回路徑，因此不存在共阻抗耦合，根據(jù)現(xiàn)場的情況判斷干擾耦合途徑可能來自輻射耦合，由于干擾電磁波通過空間作用于CAN口的通訊線產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢造成電磁耦合干擾。③敏感回路：根據(jù)勝利變的情況分析，這種電磁干擾屬于共模干擾的作用所至，它引起CAN口通訊線回路對地電位發(fā)生了變化，感應(yīng)電動勢通過回路作用于總控CAN口板，是造成CAN口擊穿的原因所在。

上面我提到的場的干擾現(xiàn)象產(chǎn)生的脈沖磁場，另外斷器路的操作會產(chǎn)生阻尼振蕩波，這是由于斷路器斷口的電弧重燃所引起的，這種干擾波是一連串?dāng)嗬m(xù)出現(xiàn)的阻尼振蕩波，上升時間快、重復(fù)率高、持續(xù)時間長，振蕩頻率也很高。另外由于斷路器的分閘造成電壓的消失會產(chǎn)生低頻擾動也會對變電站綜合自動化系統(tǒng)造成干擾。

綜上所述，由于斷路器的操作產(chǎn)生的強(qiáng)磁場干擾是造成CAN口擊穿10kV保護(hù)裝置通訊中斷的主要原因。原因已經(jīng)分析清楚了，如何消除電磁干擾呢？前面我分析了這種干擾信號是屬于外部干擾，而通過接線端子排進(jìn)入總控?fù)舸〤AN口的可能性很大。前面我用解開電容器通訊線的方法緩解了干擾帶來的影響，這是判定問題的根源來自干擾，而通過接線端子排進(jìn)入總控?fù)舸〤AN口造成通訊中斷的分析是解決問題的關(guān)鍵所在，另外原通訊線兩端為加裝120Ω的電阻，沒有進(jìn)行線路阻抗匹配也是造成通訊中斷的原因之一。

3 問題解決

根據(jù)勝利變目前情況可知干擾源的存在是由于斷路器的操作產(chǎn)生，干擾源是找到了，但只能說盡量減少操作次數(shù)。關(guān)鍵要解決通過耦合通道產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢作用途徑問題。由于10kV分散裝置是安裝在一次設(shè)備屏上的，與裝置通訊的CAN口通訊線出廠接好的，廠家的接線方式是經(jīng)過每個屏都通過端子排并接的方式，這種方式恰好是給電磁干擾提供了途徑，我把原來的通訊線全部解開，換成優(yōu)質(zhì)的通訊專用屏蔽信號線，采用不經(jīng)過接線端子排，直接從保護(hù)裝置CAN口并接的方式并在該通訊線的兩端加裝120Ω的電阻用于阻抗匹配。此外，需要注意的是：CAN口所掛接的保護(hù)測控裝置一定要使用串接的方式，另外不要忘記兩端都要加裝120Ω的電阻，因為在傳輸信號中包含有高頻信號或低頻擾動信號，特別是在線路或電容器故障時發(fā)出的阻尼振蕩波產(chǎn)生的干擾，所以要在兩端都要加裝120Ω的電阻提高該通信線的抗干擾能力。這樣按上述方法接線完畢之后，反復(fù)操作電容器都沒有通訊中斷，經(jīng)過幾次技術(shù)回訪發(fā)現(xiàn)：勝利變10kV通訊再也沒有中斷過，可以欣喜的斷言問題解決了。

4 結(jié)束語

35kV東至勝利變通訊中斷問題雖然已經(jīng)解決了，但從這個運(yùn)維實(shí)例中應(yīng)該可以帶給我們一些思考，因為變電站綜合自動化的運(yùn)維中要遇到的問題是千變?nèi)f化的，這就需要我們理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)真分析現(xiàn)場的情況，找到問題的根源，有的放矢循序漸進(jìn)的進(jìn)行處理，相信沒有什么困難是不可戰(zhàn)勝的，電磁干擾問題也不例外，總之我想強(qiáng)調(diào)的是16個字：勤于思考、認(rèn)真分析、方法得當(dāng)、善于總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-10-13