電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)的安全控制分析

祝欣

（吉林北華電力科技設(shè)計(jì)研究院，吉林長(zhǎng)春 130022）

1.電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)的安全控制問題

1.1 遙信誤報(bào)

遙信誤報(bào)也會(huì)影響自動(dòng)化控制安全，造成遙信誤報(bào)主要原因在于一次設(shè)備和二次設(shè)備。如遙信系統(tǒng)運(yùn)行期間，自動(dòng)化系統(tǒng)按照遙信報(bào)告觸電操作，若存在接觸不良可能影響信號(hào)傳遞，如原本信息為100kb容量，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是80kb，或100kb數(shù)據(jù)受到影響出現(xiàn)錯(cuò)誤，失去邏輯性。也可能由于電磁干擾影響自動(dòng)化系統(tǒng)，電力系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生電磁影響自動(dòng)化系統(tǒng)以及遙信系統(tǒng)。由于遙信系統(tǒng)傳輸信息通路采用弱電線路，自動(dòng)化系統(tǒng)電壓為24V。在這一情況下，遙信系統(tǒng)受到了電磁的影響，影響遙信傳輸質(zhì)量，造成質(zhì)量降低。此外運(yùn)動(dòng)通道受到干擾，可能造成遙信信號(hào)的亂碼，RTU作為遙信系統(tǒng)重要構(gòu)成，運(yùn)行期間I/O點(diǎn)達(dá)到上百個(gè)，需要進(jìn)行2倍數(shù)據(jù)量的檢測(cè)，由于波紋系數(shù)大，影響到電壓的穩(wěn)定性，在運(yùn)動(dòng)通道受到干擾后，遙信信號(hào)極容易出現(xiàn)亂碼的問題。

1.2 遙控安全

電力系統(tǒng)自動(dòng)化遙控系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度要求高，要全方面健康電力系統(tǒng)，避免受到外界環(huán)境的影響，保證遙感穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的遙控系統(tǒng)容易受到多方面因素影響，發(fā)生遙控失誤問題。首先是工作人員由于不當(dāng)操作可能發(fā)出錯(cuò)誤控制指令，影響控制行為偏差。在斷路器位置上安裝遙感設(shè)備，但受到操作空間的局限，接線位置出現(xiàn)偏差。遙控功能依賴于多個(gè)設(shè)備，若設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題或選擇不當(dāng)，可能影響到遙感安全。

1.3 設(shè)計(jì)水平參差不齊

自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平參差不齊，部分結(jié)構(gòu)難以負(fù)荷用電量激增，電力設(shè)備負(fù)荷能力增加，會(huì)加快設(shè)備老化速度，極容易提高故障發(fā)生率[1]。部分結(jié)構(gòu)操作復(fù)雜，工作人員對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)不熟練，容易出現(xiàn)操作失誤，引發(fā)安全事故。部分電力設(shè)備接線復(fù)雜，當(dāng)用電量增加，電線發(fā)熱極容易發(fā)生安全事故。

1.4 安全控制制度不完善

我國(guó)電力系統(tǒng)起步晚，但發(fā)展速度快，高新技術(shù)的快速發(fā)展，讓管理制度出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。安全控制制度落后于設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展，影響到電力系統(tǒng)的安全管理。電力系統(tǒng)已經(jīng)引進(jìn)人工智能技術(shù)用于生產(chǎn)管理，但安全控制功能并未得到挖掘，未能充分發(fā)揮出智能技術(shù)時(shí)效性優(yōu)勢(shì)，存在安全控制管理滯后的問題。

1.5 電源安全問題

自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是電源配置，目前UPS系統(tǒng)仍然是電源保障系統(tǒng)，但關(guān)于UPS系統(tǒng)的保養(yǎng)和測(cè)試受到了忽略。長(zhǎng)時(shí)間忽略管理電源系統(tǒng)，埋下了安全隱患。若電源長(zhǎng)期不用出現(xiàn)失效，出現(xiàn)斷電事故后無法提供供電支持。如果兩組電源同時(shí)掉電，會(huì)造成服務(wù)器停機(jī)關(guān)機(jī)，影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性，但由于電源系統(tǒng)缺乏測(cè)試，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)掉電問題，存在安全隱患。

2.電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)的安全控制措施

2.1 提高遙信取樣電壓

電力系統(tǒng)中信息傳遞過程中，多受到電磁的影響，主要由于遙信系統(tǒng)屬于弱電系統(tǒng)。RTU電壓被控制在24V內(nèi)。使用遙信取樣電壓降低電磁對(duì)電力系統(tǒng)的影響。將RTU電源電壓從24V提高至220V，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響，也能減輕電磁的影響，保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性，減少遙信誤報(bào)的問題。

2.2 使用線路編碼

遙控系統(tǒng)作為自動(dòng)化系統(tǒng)十分重要的構(gòu)成，對(duì)數(shù)據(jù)精度要求高。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，需要主站線路和信息點(diǎn)互相對(duì)應(yīng)保證信息準(zhǔn)確傳遞。采集信息后精準(zhǔn)編號(hào)信息點(diǎn)，控制斷路器。因此可使用線路編碼方法，包括字變換碼、擾碼二進(jìn)制等方法，其中擾碼二進(jìn)制的應(yīng)用更加廣泛[2]。減少線路碼中0和1的長(zhǎng)連，方便于提取時(shí)鐘信號(hào)。僅通過擾碼處理，可以讓電口標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和線路信號(hào)的速率保持一致，不會(huì)增加激發(fā)器光功率。應(yīng)用紅外遙控技術(shù)時(shí)，一般情況下控制信號(hào)波長(zhǎng)穩(wěn)定在0.76um～1.5um，要想保證接收信號(hào)穩(wěn)定，應(yīng)當(dāng)將波長(zhǎng)控制在0.88um～0.94um，和紅外波長(zhǎng)具有更高契合度，保證遙控系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.3 完善自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)逐漸完善，不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，保證了電網(wǎng)高效運(yùn)行，降低了電網(wǎng)發(fā)生事故。為保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足運(yùn)行需求，可以使用分布式結(jié)構(gòu)，能夠滿足數(shù)據(jù)信號(hào)種類多、數(shù)量大的需要，并將控制信號(hào)和報(bào)警信號(hào)覆蓋在內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)通過管線進(jìn)行信號(hào)的接收，保證各單元獨(dú)立，避免產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，將負(fù)面影響控制到最低。對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)需要不斷簡(jiǎn)化，尤其是二次接線設(shè)計(jì)，通過簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)提高安全管理可靠性。同時(shí)也要簡(jiǎn)化開關(guān)柜內(nèi)部接線，從而提高開關(guān)柜的安全性。高度重視自動(dòng)化系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)外來設(shè)備的管理和監(jiān)控，尤其是員工個(gè)人外接設(shè)備，可能對(duì)電力系統(tǒng)造成安全威脅。因此要求員工接入外接設(shè)備前務(wù)必檢查設(shè)備的安全性，確保外接設(shè)備符合安全規(guī)范后才能連接。所有和工作無關(guān)的外接設(shè)備，禁止連接電力系統(tǒng)。在工作站內(nèi)整理非必要性接口，減少非必要性接口，從源頭上切斷外部設(shè)備連接電力系統(tǒng)，充分保證系統(tǒng)安全性。工作站和主站之間建立物理隔離設(shè)施，避免工作站出現(xiàn)安全問題后，影響主站，造成大規(guī)模損失。

2.4 完善安全控制制度

在電力系統(tǒng)中安全控制制度占據(jù)重要位置，通過完善安全控制制度彌補(bǔ)安全管理缺陷，更加科學(xué)地展開安全控制。首先根據(jù)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，建立對(duì)應(yīng)的安全控制制度。傳統(tǒng)安全控制多對(duì)變壓箱進(jìn)行安全檢測(cè)，技術(shù)人員通過檢修發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的問題。現(xiàn)階段需要積極利用人工智能技術(shù)和傳感器設(shè)備展開安全檢測(cè)，盡量減少人為操作，提高人員安全性，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。人工智能技術(shù)可借助于傳感器、信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)信息，根據(jù)專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)安全隱患展開檢測(cè)，保證安全控制的時(shí)效性。其次需要保證對(duì)安全控制制度的全面執(zhí)行，要在員工培訓(xùn)中融入安全培訓(xùn)內(nèi)容，提高全體員工的安全意識(shí)，能夠嚴(yán)格執(zhí)行安全控制制度。最后需要加強(qiáng)安全監(jiān)管，需要建立獨(dú)立的安全管理部門，專門負(fù)責(zé)監(jiān)管安全控制工作，通過監(jiān)控設(shè)備展開不定期抽查，發(fā)現(xiàn)不符合安全控制制度和安全隱患，立即整改，為安全控制制度執(zhí)行提供良好的條件。

2.5 定期巡檢備份

制定設(shè)備日常巡檢計(jì)劃，安排技術(shù)人員對(duì)設(shè)備展開定期巡檢，及早防范可能發(fā)生的安全問題，并通過技術(shù)手段從源頭上控制安全隱患，解決設(shè)備缺陷。在設(shè)備采購(gòu)環(huán)節(jié)上需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量控制，選擇具有質(zhì)量保障、供應(yīng)商信譽(yù)度高的設(shè)備。在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量故障設(shè)備，立即更換，避免造成安全問題。根據(jù)設(shè)備故障頻率決定巡檢頻率，對(duì)高故障率設(shè)備進(jìn)行多次巡檢。要求技術(shù)人員務(wù)必?cái)嚯姍z修，帶電作業(yè)時(shí)穿戴好防護(hù)服裝，注意個(gè)人保護(hù)，避免發(fā)生觸電安全事故。對(duì)于UPS系統(tǒng)定期進(jìn)行放電測(cè)試，加強(qiáng)對(duì)電源的保養(yǎng)。善用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題后發(fā)出警報(bào)信息，并積極解決故障問題，保證蓄電池性能穩(wěn)定。在電源測(cè)試期間，需要檢查接線情況，保證供電穩(wěn)定。電力系統(tǒng)運(yùn)行期間，定期將電力數(shù)據(jù)備份至云端，避免數(shù)據(jù)丟失，影響電力系統(tǒng)管理工作。

2.6 積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備

為了提高安全控制水平，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)和投入，保證設(shè)備及時(shí)更新，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)。電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視對(duì)設(shè)備和技術(shù)的投資，在有限資金內(nèi)選擇高新設(shè)備和技術(shù)，更符合電力系統(tǒng)發(fā)展需要。對(duì)新購(gòu)設(shè)備加強(qiáng)審查，務(wù)必保證設(shè)備質(zhì)量符合產(chǎn)品合格證明。避免應(yīng)用假冒偽劣產(chǎn)品，埋下安全隱患。因此設(shè)備到場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)由廠家技術(shù)人員和工作人員對(duì)接，指導(dǎo)設(shè)備使用方法，并核對(duì)設(shè)備質(zhì)量。電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極參與行業(yè)技術(shù)研討會(huì)或講座活動(dòng)，了解電力系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)資訊，了解行業(yè)前沿信息，積極引進(jìn)高新技術(shù)，提高安全控制水平。

3.結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)投入使用后，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。針對(duì)現(xiàn)存安全控制問題提出，不斷提高遙信取樣電壓，使用線路編碼，完善自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完善安全控制制度，定期巡檢備份，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。讓人工和技術(shù)形成合力，消除安全隱患。