變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)試驗(yàn)研究

常仲科+沈國(guó)華+李文君+梁棟

摘 要：文章研究變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)的試驗(yàn)，首先介紹了相關(guān)技術(shù)背景及國(guó)內(nèi)研究水平綜述，進(jìn)一步介紹了研發(fā)路線的理論實(shí)踐依據(jù)，然后對(duì)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案進(jìn)行了闡述，克服現(xiàn)有變電站綜自系統(tǒng)的一些技術(shù)缺陷及不足，有效抑制由于高頻電磁干擾引起的遙信誤報(bào)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：變電站；綜自系統(tǒng)；遙信誤報(bào)；誤動(dòng)；試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0161-02

1 概述

目前，特高壓工程建設(shè)越來越多，大型變電站無人值守，具有高度自動(dòng)化，變電站一次設(shè)備在高電壓等級(jí)運(yùn)行條件下，各種高壓以及強(qiáng)電磁干擾將嚴(yán)重影響變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，安裝于開關(guān)柜上的相關(guān)二次設(shè)備受到各種強(qiáng)電磁干擾，變電站綜自系統(tǒng)的遙信信息受到大量垃圾信息干擾，影響遙信的準(zhǔn)確性，同時(shí)變電站綜自系統(tǒng)有可能通信管理單位死機(jī)，遙信單元誤報(bào)會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)，影響到設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視，使系統(tǒng)失去運(yùn)行穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞[1-3]。

頻帶較寬的電磁干擾信號(hào)大多由變電站高壓設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生，這些干擾信號(hào)對(duì)遙信影響很大，遙信誤報(bào)情況時(shí)有發(fā)生，誤報(bào)的遙信信息，將不斷變化的狀態(tài)量傳送到上級(jí)單元，造成遙信單元數(shù)據(jù)變位，形成垃圾冗余信息，干擾正常運(yùn)行以及會(huì)占用大量的計(jì)算機(jī)資源，造成內(nèi)存浪費(fèi)的同時(shí)，更為使檢索難度增加，使變電站綜自系統(tǒng)以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的可用性及可靠性降低，從而增加管理及監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度，而且對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)也有相當(dāng)大的影響[4]。

2 背景技術(shù)及研究水平綜述

2.1 背景技術(shù)

上文提及強(qiáng)電磁干擾會(huì)嚴(yán)重影響變電站遙信及保護(hù)準(zhǔn)確工作，目前縱觀一些大型變電站的強(qiáng)電磁干擾情況可知，由于電磁干擾而是遙信誤報(bào)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的情況有多次發(fā)生，地磁暴等空間天氣災(zāi)害也對(duì)變電站一、二次系統(tǒng)產(chǎn)生過類似影響，所以電力企業(yè)及科研院所應(yīng)著手研究解決變電站綜自系統(tǒng)抗干擾問題，研究相關(guān)理論方法，同時(shí)研制相關(guān)裝置，更好地推進(jìn)及發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)，滿足我們國(guó)家構(gòu)建智能電網(wǎng)以及全球能源互聯(lián)網(wǎng)的要求。研發(fā)同時(shí)應(yīng)采取必要措施，考慮到斷路器及隔離開關(guān)的位置、繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況等通過綜自系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置濾除遙信信號(hào)的抖動(dòng)或誤報(bào)，以確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）在多數(shù)情況下，運(yùn)行值班人員在監(jiān)控?zé)o人值守變電站工作中，對(duì)較多的遙信信號(hào)誤報(bào)會(huì)有精神負(fù)擔(dān)，較多的干擾會(huì)嚴(yán)重影響值班人員工作效率。當(dāng)有事故發(fā)生，狀態(tài)量的實(shí)際狀態(tài)，譬如開關(guān)、刀閘、保護(hù)等工作情況，都需要工作人員花費(fèi)大量時(shí)間去仔細(xì)核對(duì)，嚴(yán)重影響工作效率，更有甚者，會(huì)造成錯(cuò)誤判斷，造成錯(cuò)誤命令的下達(dá)。

（2）鑒于“狼來了”的故事，長(zhǎng)時(shí)間的遙信誤報(bào)，問題不解決的話，會(huì)使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)主站頻繁發(fā)出告警音響等信息，這樣一來，降低了運(yùn)行人員的警惕性，即使發(fā)生故障問題，也會(huì)讓運(yùn)行維護(hù)人員不以為然，同時(shí)也會(huì)使工作人員對(duì)工作失去熱情，變得被動(dòng)，變電站綜自系統(tǒng)安全穩(wěn)定每況日下。

（3）遙信頻繁誤報(bào)，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)抖動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí)不斷變化的狀態(tài)量傳送到遠(yuǎn)動(dòng)終端及調(diào)度端主站，冗余及垃圾信息占了大量?jī)?nèi)存及計(jì)算機(jī)資源，浪費(fèi)資源的同時(shí)使檢索信息效率大大降低[5]。

就其遙信誤報(bào)的原因來看，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及理論分析可知，開關(guān)及繼電器的輔助節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)，高壓輸電及空間天氣的強(qiáng)電磁干擾，交流電串入二次回路使遙信誤報(bào)以及遠(yuǎn)動(dòng)信息通道故障，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置工作不穩(wěn)定等原因。

針對(duì)110～220kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤動(dòng)誤報(bào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，包括發(fā)生誤報(bào)信號(hào)的裝置電氣量，裝置所在區(qū)域的空間電磁環(huán)境，為綜自系統(tǒng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施提供技術(shù)依據(jù)[6]；同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)錄波及通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問題進(jìn)行模擬試驗(yàn)，與實(shí)際測(cè)量情況分析對(duì)比，探索抑制干擾的技術(shù)措施；在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以及模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及模擬實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果的分析總結(jié)，制定出符合本單位實(shí)際情況的變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)的解決方案。

2.2 國(guó)內(nèi)研究水平綜述

我國(guó)電力系統(tǒng)自1998年引進(jìn)的CSC100型（ABB公司）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以來，從管理層面和技術(shù)層面講遠(yuǎn)動(dòng)和調(diào)度合為一體。但是傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)是單獨(dú)管理遠(yuǎn)動(dòng)的，這樣一來就會(huì)降低維護(hù)效率。國(guó)內(nèi)四方公司的CSC2000變電站綜自系統(tǒng)也有同樣的問題，在使用和維護(hù)中需要注意。在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的過程中，遙信誤報(bào)和丟失一直是個(gè)關(guān)系著電網(wǎng)安全調(diào)度和管理的問題。對(duì)于遙信誤報(bào)，例如監(jiān)控BJ系統(tǒng)和ISA保護(hù)組成的變電站自系統(tǒng)，曾有過在保護(hù)裝置與管理機(jī)死機(jī)以后重啟，進(jìn)而把原來的信號(hào)再一次重發(fā)、斷開通信重新連接后重發(fā)信號(hào)、數(shù)據(jù)溢出后把歷史信號(hào)重發(fā)、遙信模塊故障無法信號(hào)等情況；對(duì)于國(guó)內(nèi)廠家基于以太網(wǎng)生產(chǎn)變電站綜自系統(tǒng)也同樣出現(xiàn)過上述情況[6]。對(duì)于遙信漏報(bào)，例如國(guó)內(nèi)多種保護(hù)設(shè)備將只是將當(dāng)前的信號(hào)傳送一次，遙信信號(hào)傳送給BJ監(jiān)控系統(tǒng)不做任何保存。另外，變電站的直流系統(tǒng)、變壓器中性點(diǎn)消弧裝置等同時(shí)將信號(hào)傳送給ISA300、NS2000系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)遙信丟失的情況。另外，監(jiān)控信息不完善也直接影響著遙信信號(hào)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

3 理論實(shí)踐依據(jù)

目前國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者、專家在此方面進(jìn)行了大量的研究工作，提出不少相應(yīng)的硬件和軟件上的解決方案，但因?yàn)檫b信誤報(bào)漏報(bào)的情況復(fù)雜，原因繁多，每種方案都不能將所有問題狀況全部解決。誤報(bào)的主要原因有：（1）繼電器觸點(diǎn)抖動(dòng)或者接觸不良，使得遠(yuǎn)動(dòng)裝置誤認(rèn)為是一系列的遙信變位從而引起誤報(bào)；（2）電源干擾或故障，當(dāng)供電電源波動(dòng)時(shí)自動(dòng)化裝置中的信號(hào)繼電器可能因?yàn)榧y波干擾做出錯(cuò)誤動(dòng)作，從而引起遙信信號(hào)的無規(guī)則顫抖造成誤動(dòng)；（3）強(qiáng)電磁干擾對(duì)變電站影響極為嚴(yán)重，強(qiáng)電磁干擾很容易耦合到通信回路上造成遙信的錯(cuò)誤動(dòng)作；（4）遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)重啟和規(guī)約響應(yīng)時(shí)間的問題，使endprint

得系統(tǒng)開機(jī)時(shí)剛建立通信還未獲得完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)這段時(shí)間的大量信息作為錯(cuò)誤遙信傳送出來。

4 研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案

4.1 研究?jī)?nèi)容

本文是為解決供電公司變電站刀閘變位以及其他遙測(cè)信號(hào)頻繁誤發(fā)誤報(bào)而開展的實(shí)驗(yàn)和仿真研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）針對(duì)110～220kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤動(dòng)誤報(bào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，包括發(fā)生誤報(bào)信號(hào)的裝置電氣量，裝置所在區(qū)域的空間電磁環(huán)境，為綜自系統(tǒng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施提供技術(shù)依據(jù)；（2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)錄波及通訊設(shè)備和電源的電磁兼容問題進(jìn)行模擬試驗(yàn)，與實(shí)際測(cè)量情況分析對(duì)比，探索抑制干擾的工程技術(shù)措施；同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的軟件去抖算法，提升現(xiàn)有測(cè)控裝置的抗擾度，優(yōu)化軟件控制和硬件結(jié)構(gòu)；（3）根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及模擬實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果的分析總結(jié)，制定出符合本單位實(shí)際情況的變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)的解決方案，對(duì)相應(yīng)的軟件進(jìn)行智能升級(jí)，對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的不合理之處進(jìn)行改造。

4.2 實(shí)施方案

（1）解決部分變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)的問題，在變電站一、二次設(shè)備可能發(fā)生故障之前而采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況能夠做到及時(shí)準(zhǔn)確地把握。

（2）全面了解遙信裝置工作的電磁環(huán)境，針對(duì)影響較大的電磁干擾采用一定的抑制措施，消除電網(wǎng)調(diào)度安全的隱患。

（3）針對(duì)測(cè)控裝置的軟件系統(tǒng)中不合理的地方進(jìn)行智能

優(yōu)化升級(jí)，結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)完善監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。

（4）通過項(xiàng)目實(shí)施，總結(jié)適合變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)的治理方案，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供其他電網(wǎng)公司變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)借鑒。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)的試驗(yàn)研究，首先對(duì)介紹了項(xiàng)目背景技術(shù)及國(guó)內(nèi)研究水平綜述，介紹了本文的理論實(shí)踐依據(jù)，同時(shí)進(jìn)一步地對(duì)該試驗(yàn)研究的主要研究?jī)?nèi)容及具體實(shí)施方案進(jìn)行了闡述，通過該研究實(shí)施，結(jié)合公司自身實(shí)際，可以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出適合變電站綜自系統(tǒng)遙信誤報(bào)誤動(dòng)的治理方案，提供參考意見，同時(shí)帶來可觀的行業(yè)效益、社會(huì)效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

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