減少遙信信號誤報(bào)的措施

肖智超

(國網(wǎng)重慶市電力公司市區(qū)供電分公司，重慶 400015)

減少遙信信號誤報(bào)的措施

肖智超

(國網(wǎng)重慶市電力公司市區(qū)供電分公司，重慶 400015)

介紹了遙信信號誤報(bào)的影響，針對誤報(bào)原因進(jìn)行了分析，給出了5種解決遙信誤報(bào)的措施。通過合理治理策略的制定和實(shí)施，提高了遙信動(dòng)作的正確率，保證了調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，為電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

調(diào)度自動(dòng)化；配電自動(dòng)化；遙信；誤報(bào)

0 引言

變電站、開閉所等電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行直接決定電網(wǎng)的安全生產(chǎn)，而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)是調(diào)度監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行的重要手段，它對電網(wǎng)運(yùn)行狀況的反應(yīng)直接影響著電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

遙信是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一項(xiàng)基本功能。遙信信息量約占自動(dòng)化系統(tǒng)信息采集量的70 %以上，主要由變電站設(shè)備的模擬量和開關(guān)量的所有現(xiàn)場信息組成，反映了電網(wǎng)運(yùn)行方式及變電站所相關(guān)設(shè)備(斷路器、刀閘)的運(yùn)行狀態(tài)，因此其采集的遠(yuǎn)動(dòng)終端運(yùn)行數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確。

在自動(dòng)化終端的實(shí)際運(yùn)行中，由于處理不合理、設(shè)備不穩(wěn)定，導(dǎo)致遙信采集不正確、漏采集的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些誤報(bào)的信息干擾了調(diào)度員對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的正確判斷，給電網(wǎng)的安全生產(chǎn)帶來了隱患。因此，解決遙信可靠采集問題，是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化工作中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

1 遙信信號誤報(bào)原因分析

1.1 一次設(shè)備的接點(diǎn)不可靠

（1）開關(guān)位置的遙信信號一般都來自其輔助接點(diǎn)，由于開關(guān)長時(shí)間的動(dòng)作會(huì)引起輔助接點(diǎn)的部分位置出現(xiàn)裂痕和間隙，而開關(guān)開斷與閉合過程中的震動(dòng)，會(huì)引起輔助接點(diǎn)不對位或者接觸不緊密；再加上開關(guān)量遙測沒有采用消抖措施，接點(diǎn)抖動(dòng)將引起遙信信號誤動(dòng)或拒動(dòng)。

（2）由于觸點(diǎn)運(yùn)行環(huán)境的原因，輔助接點(diǎn)氧化或者污穢等原因引起輔助接點(diǎn)在接觸過程中時(shí)斷時(shí)續(xù)，遙信信息量在短時(shí)間內(nèi)不停抖動(dòng)。

1.2 二次設(shè)備不可靠

通常遙信接點(diǎn)均為無源接點(diǎn)，由采集裝置提供輔助電源。自動(dòng)化終端設(shè)備一般都是將直流+24 V作為遙信取樣的輔助電源。工作在弱電壓下的遙信采集回路，當(dāng)交流電串入遙信回路或者處于變電站高電壓、強(qiáng)電磁場的環(huán)境中時(shí)，容易受到電磁場的干擾，引起遙信信號的誤發(fā)誤報(bào)；或者當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)通道受干擾時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤碼。

1.3 傳輸通道的影響

遙信信號需要在溝道中鋪設(shè)的電纜線路中傳輸。采集的變電站信息和數(shù)據(jù)先按照對應(yīng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約編成16進(jìn)制碼源，經(jīng)過數(shù)據(jù)打包，通過遠(yuǎn)動(dòng)通道，再傳到調(diào)度主站，最后經(jīng)解碼后變成調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)和信息。如果通信通道的誤碼率很高，會(huì)使遙信變位，進(jìn)而造成信號無法傳輸?shù)秸{(diào)度主站，引起遙信誤報(bào)，所以傳輸通道的好壞對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)具有重要影響。

2 遙信信號誤報(bào)的解決措施

2.1 雙觸點(diǎn)采集法

為了解決遙信誤報(bào)的發(fā)生幾率，可以通過2個(gè)遙信信號來綜合判別，即采用雙觸點(diǎn)采集的方式。從開關(guān)的輔助裝置上取2對常開或者常閉接點(diǎn)，或1對常開和1對常閉接點(diǎn)作為信號的采集點(diǎn)。采集裝置將采集到的2個(gè)遙信信號，直接傳送到主站系統(tǒng)，再經(jīng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)邏輯處理后產(chǎn)生最終的遙信信號。采用雙觸點(diǎn)的方式雖然能有效減少遙信誤發(fā)和遙信抖動(dòng)的概率，但是由于遙信信號采集量增加了1倍，加大了現(xiàn)場工作量和調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化的處理工作量。因此，建議只在主要或者關(guān)鍵的觸點(diǎn)位置采用雙觸點(diǎn)采集的方式。具體方法如下。

(1) 將遙信信號采集裝置同時(shí)接入1對繼電器常開、常閉觸點(diǎn)，在自動(dòng)化端外加數(shù)字邏輯芯片電路進(jìn)行一定的“與”“非”運(yùn)算，處理后的信號作為自動(dòng)化終端的輸入信號。

(2) 將2個(gè)常開觸點(diǎn)串聯(lián)，通過遙信采集裝置將2個(gè)觸點(diǎn)的信號采集之后，由邏輯數(shù)字芯片實(shí)現(xiàn)“與”運(yùn)算功能，輸出信號作為自動(dòng)化終端的輸入信號。

(3) 將2個(gè)常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，通過遙信采集裝置將2個(gè)觸點(diǎn)的信號采集之后，由邏輯數(shù)字芯片實(shí)現(xiàn)“或非”運(yùn)算功能，輸出信號作為自動(dòng)化終端的輸入信號。

采用雙觸點(diǎn)采集保證了只有2個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作才能發(fā)出遙信信號，而且對二次回路的改動(dòng)較小，具有較好的可操作性。

2.2 提高輔助電源抗干擾性能法

采用直流+24 V作為遙信電源的遙信采集系統(tǒng)處于強(qiáng)電環(huán)境下時(shí)，干擾信號有大有小，實(shí)際測得的最大干擾信號可以達(dá)到50 V。若幅值大于20 V的干擾信號疊加在24 V電壓上時(shí)，將通過光耦產(chǎn)生虛假的變位信號。大于80 V的干擾信號一般很少，因此可以提高遙信電源電壓至220 V以減少遙信的誤報(bào)，同時(shí)也可以解決繼電器接點(diǎn)老化導(dǎo)致的接觸不良問題。

提高輔助電源抗干擾性能的方法有以下2種。

(1) 增加二次隔離。通過二次光耦隔離模塊將220 V強(qiáng)電部分與綜合測控的24 V隔離開來。這種方法需要增加單獨(dú)的隔離端子，工程環(huán)節(jié)多、成本較高，在早期的自動(dòng)化終端設(shè)備上應(yīng)用較多。

(2) 直接將強(qiáng)電引入自動(dòng)化終端設(shè)備上。這種方法比較簡單，無中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可靠性好，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

2.3 軟件去抖法

通過對遙信誤發(fā)誤報(bào)現(xiàn)象的分析可知，一般電磁干擾或分合動(dòng)作時(shí)接點(diǎn)抖動(dòng)導(dǎo)致的遙信誤報(bào)，是由于變位時(shí)間間隔比較短，而正常的變位遙信不可能在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)動(dòng)作。此類問題可以通過軟件的去抖算法予以解決。

如果在Δt時(shí)間內(nèi)發(fā)生頻繁的遙信變位，比如10 ms內(nèi)發(fā)生15次遙信變位，考慮到這些變位信號均為誤遙信，可通過軟件自動(dòng)過濾自動(dòng)化終端設(shè)備信號，避免誤遙信上送主站。

2.4 工藝隔離法

(1) 針對強(qiáng)電磁干擾，可通過完善施工工藝進(jìn)行有效屏蔽，如選用屏蔽電纜并正確接地。

(2) 使用雙絞線。利用雙絞線感應(yīng)的干擾電壓接近又互相抵消的原理，降低感應(yīng)耦合的差模干擾。

(3) 合理布線。將強(qiáng)電信號線和弱電信號線分開布線，進(jìn)行必要隔離以使信號電纜盡量避開電力電纜，增大2者之間的距離，減少信號傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)。

(4) 改造二次信號回路，確保信號源的可靠傳輸。站內(nèi)級聯(lián)用的通信線路建議采用光纖網(wǎng)絡(luò)，以提高抗干擾能力。

2.5 雙重條件判斷法

雙重條件判斷開關(guān)位置，即通過開關(guān)位置信號和有無電流來判斷開關(guān)位置。

如開關(guān)在合位，此時(shí)有變位信號，可再加上電流數(shù)據(jù)判斷此變位信號：若有電流，則判斷此變位信號為誤發(fā)信號，不予上送；若無電流，則將此分位信號送予主站。

3 遙信誤報(bào)治理效果及后續(xù)工作

2014年11月，該公司完成遙信誤報(bào)的治理后，其遙信動(dòng)作正確率平均值從42.26 %提高到95.30 %，遙信誤報(bào)明顯減少，提高了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)反映電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的可靠性和準(zhǔn)確性。

為了保持低遙信誤報(bào)率，需要對上述治理方法進(jìn)行定期鞏固，具體有以下幾個(gè)措施：

(1) 對以后要增加的所有二次回路接點(diǎn)遙信一律延時(shí)500 ms，以消除接點(diǎn)受震動(dòng)造成的抖動(dòng)和接點(diǎn)開啟（閉合）過程中的抖動(dòng)；

(2) 新上信號采用的二次電纜一律采用屏蔽電纜并使其良好接地；

(3) 在施工時(shí)，一定要按照施工工藝接好RS-485傳輸線及屏蔽層，并檢查落實(shí)；

(4) 二次回路遙信電源采用直流220 V電源并列入變電站遙信回路設(shè)計(jì)規(guī)范。

4 結(jié)束語

遙信誤報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)度對電網(wǎng)的監(jiān)控。在對現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，對遙信誤報(bào)進(jìn)行了治理，并提供了鞏固措施，提高了遙信的可靠性，降低了調(diào)度員和值班員的監(jiān)控工作強(qiáng)度，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)，為事故分析提供了可靠依據(jù)。除此之外，還減少了電力生產(chǎn)單位的檢查維護(hù)次數(shù)，節(jié)約了維護(hù)成本。

1 柳永智，劉小川.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)[M].北京：中國電力出版社，2003.

2 劉建明.遙信誤發(fā)問題及其解決方法的探討[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1999，19(2)：46-47.

3 郭 建，魯國剛，王顯芹.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遙信去抖方法分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，35(2)：47-50.

4 鐘旭輝.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)誤發(fā)遙信的分析和改進(jìn)[J].電力安全技術(shù)，2007，9(6)：32-33.

2017-03-15。

肖智超(1987—)，男，工程師，主要從事調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、電力系統(tǒng)二次相關(guān)工作，email：xzcczxxiao@qq.com。