變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)干擾問題的分析及解決措施

蔡文杰　邸春禹

摘要：文章分析了110KV、35KV、6KV變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)的干擾來源、傳播途徑以及造成的后果，并對干擾問題提出解決措施，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力，這對于變電站綜合自動化系統(tǒng)的健康發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：變電站綜合自動化系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；電磁干擾

中圖分類號：TM762文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0045-02

變電站綜合自動化系統(tǒng)是自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。近年來，隨著電力系統(tǒng)的擴大，變電站綜合自動化技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。但是，由于變電站綜合自動化系統(tǒng)為低電平的弱電系統(tǒng)，而110KV、35KV、6KV變電站環(huán)境是電磁干擾非常嚴重的強電場所，電磁環(huán)境非常惡劣，極易對綜自設(shè)備造成干擾使之不能正常工作，這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成嚴重的后果。

一、變電站綜合自動化設(shè)備的干擾源

1．高壓斷路器操作。供電系統(tǒng)為110KV、35KV、6KV的變電站，所帶設(shè)備多為高感抗性電動機負載，在高壓斷路器操作分合閘時，會產(chǎn)生電弧，電弧的熄滅和燃燒會導致高頻振蕩。振蕩通過CT、PT直接耦合到二次設(shè)備上。同時，高頻率的電磁振蕩會產(chǎn)生電磁波，向周圍發(fā)射高頻電磁場。

2．載流導線。高壓變電站中的載流導線中通過大電流時，在導線周圍產(chǎn)生強電磁場，當綜自設(shè)備的通信電纜與之同槽盒敷設(shè)或者分槽盒敷設(shè)但距離很近時，這種大電流產(chǎn)生的電磁輻射將對弱電通信信號產(chǎn)生影響。

3．對講機。由于電力運行倒閘操作的需要，廠內(nèi)經(jīng)常使用對講機。其工作頻率為高頻，相當于高頻輻射源。在使用過程中，產(chǎn)生的高頻電磁場也會對綜自設(shè)備造成影響。

4．靜電。在設(shè)備接地不良好的情況下，身體帶靜電的操作人員接觸綜自設(shè)備，或者在其附近與相鄰物體間放電，都會引起靜電干擾。靜電放電可能引起測量和控制系統(tǒng)失靈，也可能使計算機程序出錯或者丟失數(shù)據(jù)，情況嚴重時擊穿電路芯片，損壞設(shè)備。

二、電磁干擾對變電站綜合自動化系統(tǒng)的影響及其后果

1．綜自設(shè)備處理的信號電平僅為毫伏級，它們對電磁干擾極為敏感。斷路器分合閘、大載流體產(chǎn)生的高頻、工頻電磁場會對信號電平產(chǎn)生疊加或削減，導致綜自系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)誤碼率增加，造成監(jiān)控信息錯誤，通信中斷，嚴重時誤發(fā)信號，使一次設(shè)備誤動作，造成巨大損失。

2．對綜自系統(tǒng)中微機存儲的數(shù)據(jù)造成影響。根據(jù)平時的工作經(jīng)驗，并通過與服務(wù)器廠家技術(shù)人員的交流，我們發(fā)現(xiàn)，微機長時間處于電磁干擾環(huán)境中，硬盤中的數(shù)據(jù)在讀寫時發(fā)生錯誤的幾率將增加，這除了會造成監(jiān)控數(shù)據(jù)錯誤外，最直接的影響就是破壞系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，積累到一定程度，將導致微機軟件系統(tǒng)出錯甚至崩潰。

3．靜電干擾會損壞絕緣、擊穿設(shè)備電子元器件，對硬件設(shè)備產(chǎn)生永久性破壞，導致系統(tǒng)不能工作。

三、變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)采取的抗電磁干擾措施

1．隔離。綜自系統(tǒng)采集的電量均來源于CT、PT，它們的一側(cè)處于強電回路中，受電磁干擾較重，因此應(yīng)該在CT、PT與自動化采集裝置之間裝設(shè)隔離變壓器。通過隔離變壓器來消除強電回路中的電磁干擾。同時，隔離變壓器的屏蔽層必須可靠接地這樣才能對電場進行有效地屏蔽，防止高頻信號經(jīng)分布電容侵入綜自系統(tǒng)。

2．合理布線。綜自系統(tǒng)布線時，要盡量減少線路互感耦合，避免電磁干擾經(jīng)互感耦合進入綜自系統(tǒng)?？刂坪屯ㄐ烹娎|盡可能遠離高壓設(shè)備、電力電纜，盡量加大與之的距離，同時，減少與之強電線路的平行敷設(shè)長度。如果無法遠離，也可采用十字交叉型敷設(shè)，以降低互感耦合強度。在避雷器、電力變壓器中性點的接地點，控制和通信電纜也應(yīng)盡可能遠離。

3．可靠接地。綜自系統(tǒng)必須合理可靠接地。各個設(shè)備應(yīng)選用同一接地點，保證處于等電位狀態(tài)，同時接地阻抗應(yīng)盡量降低。對于與強電線路并行敷設(shè)長度較長的線路，可以采用多點同時接地的方法，以消除線路上的電磁干擾。對于綜自設(shè)備，電源地線必須可靠接地，對重要設(shè)備和金屬外殼設(shè)備，其外殼也必須再次可靠接地，以防止產(chǎn)生靜電。

4．設(shè)備電源。綜自系統(tǒng)設(shè)備的電源電路是電磁干擾容易侵入的通道，除直接影響電源電壓穩(wěn)定輸出外，還通過輸出電壓侵入到設(shè)備內(nèi)部，對半導體芯片、電子元器件造成擊穿，損害設(shè)備。針對這種情況，我們采取UPS電源供電方式。選用大功率高穩(wěn)定性的UPS電源為綜自系統(tǒng)供電，將綜自設(shè)備與強電回路徹底隔離，保證輸出電壓的質(zhì)量，從而有效抑制電網(wǎng)對綜自系統(tǒng)的干擾。

四、實施效果

通過對變電站綜合自動化系統(tǒng)實施上述各項技術(shù)措施，電磁干擾現(xiàn)象明顯減弱，設(shè)備抗干擾能力提高，監(jiān)控“三遙”信息正確率100%，采集數(shù)據(jù)誤碼率0，設(shè)備運行無故障率99%，各項指標均達到國家標準要求。

五、結(jié)語

變電站綜合自動化系統(tǒng)所處環(huán)境受電磁場干擾較嚴重，直接影響系統(tǒng)的正常工作，對一次設(shè)備的安全運行構(gòu)成威脅。針對產(chǎn)生干擾的原因，我們認真分析研究，結(jié)合自身情況，采取上述各項防干擾措施。經(jīng)過實施以后，通過對設(shè)備運行狀況的觀察，電磁干擾對綜自系統(tǒng)的影響明顯減弱，收到了比較滿意的效果。

參考文獻

[1]張邦寧．通信抗干擾技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006．

[2]孫可平．電磁兼容性與抗干擾技術(shù)[M]．大連：大連海事大學出版社，2005．

作者簡介：蔡文杰（1978－），男，陜西咸陽人，中國石油蘭州石化分公司，助理工程師，研究方向：變電所綜合自動化；邸春禹（1981－），男，甘肅蘭州人，中國石油蘭州石化分公司，助理工程師，研究方向：電力運行。