摘 要：變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化改造，可大大提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是電力系統(tǒng)技術(shù)改造的有效手段之一。在變電站綜合自動(dòng)化改造的改造和建設(shè)過(guò)程中，既可采用常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)的“四遙”方式，也可采用綜合自動(dòng)化方式，但都會(huì)碰到一些現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際問(wèn)題。下面針對(duì)我公司在變電站綜合自動(dòng)化改造過(guò)程中遇到的各種實(shí)際問(wèn)題及其解決辦法作一下分析。
關(guān)鍵詞：35KV變電站；綜合自動(dòng)化改造；問(wèn)題；分析
0 引言
隨著電力行業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化改造已經(jīng)成為降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，衡量電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度高低的重要標(biāo)尺。但在改造過(guò)程中會(huì)遇到一些技術(shù)問(wèn)題，就此作一下分析。
1 遙信信號(hào)的誤動(dòng)與抖動(dòng)問(wèn)題
遙信信號(hào)直接反映了變電站相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，是電網(wǎng)調(diào)度中最重要的信號(hào)之一，因此，其可靠性、準(zhǔn)確性非常重要。
1.1 遙信誤動(dòng)和抖動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的原因
（1）輔助接點(diǎn)不對(duì)位或接觸不良
開關(guān)位置信號(hào)一般直接取自開關(guān)的輔助接點(diǎn)，由于開關(guān)經(jīng)常操作，輔助接點(diǎn)的機(jī)械傳動(dòng) 部分出現(xiàn)間隙，加上開關(guān)動(dòng)作時(shí)的震動(dòng)，造成輔助接點(diǎn)不對(duì)位或接觸不良，引起遙信誤動(dòng)或不動(dòng)；輔助接點(diǎn)表面氧化而接觸不良，在接觸的過(guò)程中時(shí)通、時(shí)斷，引信遙信短時(shí)間的抖動(dòng)。對(duì)取自二次回路信號(hào)繼電器的遙信，由于一些信號(hào)繼電器的性能不穩(wěn)，在直流電源出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)電顫，引起遙信信號(hào)無(wú)規(guī)律的誤動(dòng)或抖動(dòng)；信號(hào)繼電器觸點(diǎn)不良造成遙信誤動(dòng)或抖動(dòng)。由于以上一、二次設(shè)備的問(wèn)題而引起遙信誤動(dòng)或抖動(dòng)，可通過(guò)對(duì)一次設(shè)備檢修、試驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)解決，而二次設(shè)備的問(wèn)題比較難發(fā)現(xiàn)，需仔細(xì)檢查、試驗(yàn)，對(duì)于有問(wèn)題的繼電器要及時(shí)檢修或更換。綜合自動(dòng)化裝置的遙信信號(hào)大多是采集裝置HWJ、TWJ，在運(yùn)行過(guò)程中由于裝置自身不穩(wěn)定或裝置電源引起運(yùn)行變位，也會(huì)造成遙信信號(hào)誤發(fā)，這需要提高變電站直流電源的精度。
（2）遙信采集裝置自身的問(wèn)題
遙信信號(hào)輸入電路設(shè)計(jì)的不合理。遙信接點(diǎn)一般為無(wú)源空接點(diǎn)，由采集裝置提供輔助電源（一般為+24V），從遙信接點(diǎn)到采集裝置需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的電纜，長(zhǎng)線傳輸會(huì)耦合較大的靜電干 擾，這就要求采集裝置改進(jìn)遙信輸入電路，使其具有較強(qiáng)的抗差模干擾和較好的抗工頻干擾 特性，否則遙信會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)誤或連續(xù)抖動(dòng)。在遙信采集和處理的軟件上，應(yīng)設(shè)計(jì)數(shù)字濾波和軟件去抖功能。
1.2 遙信誤動(dòng)和抖動(dòng)問(wèn)題的改進(jìn)辦法
（1）采用雙位置遙信
一個(gè)真正的遙信變位信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)遙信信號(hào)來(lái)綜合判別。如從開關(guān)的輔助裝置上取兩對(duì)常開／常閉接點(diǎn)，或一對(duì)常開和一對(duì)常閉接點(diǎn)，也可以取一對(duì)輔助接點(diǎn)，再?gòu)拈g接反映開關(guān)狀態(tài)的設(shè)備（跳、合閘位置繼電器）中取一對(duì)接點(diǎn)，這兩個(gè)遙信信號(hào)通過(guò)采集裝置采集，直接傳送到主站系統(tǒng)，由主站系統(tǒng)進(jìn)行邏輯處理，判斷為一個(gè)真正的遙信信號(hào)時(shí)再發(fā)送。此方法能有效地防止遙信抖動(dòng)，也能在一定程度上防止遙信誤動(dòng)。但是這種做法帶來(lái)了另一些問(wèn)題， 一是變電站的遙信量增加了一倍，二是現(xiàn)場(chǎng)的工作量和施工難度增加了數(shù)倍，而且增加了采集裝置的采集和處理負(fù)擔(dān)，也增大了主站系統(tǒng)的處理工作量；同時(shí)給現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試、實(shí)驗(yàn)和今后的維護(hù)工作帶來(lái)了麻煩。對(duì)于一些重要或關(guān)鍵的接點(diǎn)可以采用本辦法。
（2）提高遙信輸入電壓
遙信的輔助電源直接取自二次系統(tǒng)的直流電源110V／220，這種方法可以有效地防止靜電干擾 ，但將直流220V通過(guò)遙信電纜引入采集裝置，對(duì)遙信的采集、調(diào)試和維護(hù)帶來(lái)了安全問(wèn)題，同時(shí)由于遙信回路的故障可能會(huì)導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生接地等故障，給直流系統(tǒng)帶來(lái)了不安全因素。
優(yōu)化采集裝置的遙信采集電路，采用屏蔽電纜傳輸遙信信號(hào)，改進(jìn)軟件功能，這種方法最簡(jiǎn)單、最方便，可以解決大多數(shù)的遙信抖動(dòng)問(wèn)題。對(duì)于某些經(jīng)常發(fā)生誤動(dòng)或抖動(dòng)的遙信可以采用遙信轉(zhuǎn)換方式或雙位置遙信方式單獨(dú)解決。
2 遙信信號(hào)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題
采用遠(yuǎn)動(dòng)裝置直接采集遙信信號(hào)時(shí)，其實(shí)時(shí)性一般都能保障，但采用綜合自動(dòng)化裝置或通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置傳送來(lái)的軟遙信，其實(shí)時(shí)性難以保障。這是由于從遙信采集到最后向主站傳送來(lái)的過(guò)程中的處理、傳送等環(huán)節(jié)太多，造成遙信延時(shí)。這方面目前沒(méi)有較好的解決辦法，只好改進(jìn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的采集、處理和傳送的硬件和軟件及內(nèi)部的通訊方式。微機(jī)保護(hù)的遙信信號(hào)以空接點(diǎn)的形式提供，當(dāng)無(wú)法提供空接點(diǎn)時(shí)，可提高通訊速率或可用多個(gè)通訊口來(lái)與保護(hù)單元通訊，這樣可緩解一個(gè)通訊與太多保護(hù)單元通訊時(shí)的等等延時(shí)問(wèn)題。
3 遙控動(dòng)作時(shí)誤發(fā)“控制回路斷線”遙信問(wèn)題
為了判斷開關(guān)操作回路是否斷線，常用將TWJ（跳閘位置繼電器）和HWJ（合閘位置繼電器）的一組常閉接點(diǎn)相串聯(lián)作為遙信的方法判別，但由于兩只繼電器的動(dòng)作時(shí)間難以保持一致，造成在遙控操作瞬間誤發(fā)“控制回路斷線”信號(hào)。這種現(xiàn)象在常規(guī)變電站也存在，但表現(xiàn)只是“ 控制回路斷線”光字牌閃一下而以，然而在變電站無(wú)人值班后，誤發(fā)的信號(hào)卻被記錄下來(lái)并告警。對(duì)這種情況，生產(chǎn)廠家可采用軟件判別的方法，對(duì)僅存在幾到幾十毫秒的“控制回路斷線”信號(hào)忽略便可，對(duì)用戶可使用帶延時(shí)的繼電器的方法。
4 遙控功能的可靠性問(wèn)題
遙控是無(wú)人值班變電站的遠(yuǎn)方操作手段，對(duì)其可靠性和準(zhǔn)確性都有較高的要求。對(duì)于場(chǎng)站端設(shè)備來(lái)說(shuō)，要求該設(shè)備的遙控功能具備保護(hù)和閉鎖機(jī)制，如系統(tǒng)上電、掉電和自恢復(fù)時(shí)的保護(hù)閉鎖功能，該功能需要在軟件和硬件上同時(shí)實(shí)現(xiàn)；遙控操作時(shí)的順序保護(hù)，當(dāng)遙控命令不是按“對(duì)象—性質(zhì)—執(zhí)行”的順序來(lái)時(shí)，遙控操作應(yīng)保護(hù)閉鎖；遙控操作的數(shù)量保護(hù)，要求每次只能進(jìn)行一個(gè)對(duì)象的遙控操作，不能同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)操作，當(dāng)遙控執(zhí)行裝置出現(xiàn)短路時(shí)，有可能對(duì)一個(gè)對(duì)象的操作而引起短路的幾個(gè)對(duì)象同時(shí)動(dòng)作。
不同變電站的二次回路設(shè)計(jì)不同，這就要求遙控裝置提供多對(duì)輸出接點(diǎn)以適應(yīng)不同的二次回 路。一般遙控裝置應(yīng)提供：合、分接點(diǎn)，重合放電接點(diǎn)，事故總信號(hào)自動(dòng)投、切點(diǎn)，重合閘閉鎖接點(diǎn)等。
遙控輸出接點(diǎn)一般直接接入二次回路，這就要求繼電器分接點(diǎn)的容量應(yīng)能滿足二次回路的要求，合、分執(zhí)行繼電器的觸點(diǎn)容量為：DC220V／5A，以確保工作時(shí)滅弧能力，其余執(zhí)行繼電器的觸點(diǎn)所接的回路的工作電流很小，對(duì)其觸點(diǎn)接的回路的工作電流很小，對(duì)其觸點(diǎn)容量的要求可以降低。要注意的是，如果用遙控執(zhí)行繼電器去分合較大的電感負(fù)載，就要加帶滅弧能力的直流接觸器。例如在老變電站無(wú)人值班改造中的信號(hào)總復(fù)歸繼電器，如信號(hào)繼電器仍使用原來(lái)的電磁型的，對(duì)一個(gè)普通110kV變電站將有數(shù)只信號(hào)繼電器，此時(shí)分合電流將達(dá)7A左右且是感性負(fù)載，一般繼電器是難以勝任的。處理辦法是采用接觸器或?qū)⑿盘?hào)繼電器換成復(fù)歸電流極小的集成電路信號(hào)繼電器。
由于操作可分為遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)貎煞N方式，故兩種操作應(yīng)互為閉鎖。如果某單位自動(dòng)化（遠(yuǎn)動(dòng)）和繼電保護(hù)在管理模式上不在一個(gè)部門，為了維護(hù)和事故分析的方便，遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)厍袚Q開關(guān)應(yīng)使遠(yuǎn)方操作和當(dāng)?shù)夭僮飨嗷オ?dú)立，不應(yīng)有電聯(lián)系。
5 遙測(cè)精度問(wèn)題
遠(yuǎn)動(dòng)使用的遙測(cè)數(shù)據(jù)要直接接入變電站的測(cè)量回路的，不應(yīng)從保護(hù)用的測(cè)量回路接入。對(duì)于傳統(tǒng)的直流采樣方式，影響遙測(cè)數(shù)據(jù)精度的主要因素有：
（1）變送器的零漂和線性誤差直接影響了遙測(cè)采集的精度。需要定時(shí)校驗(yàn)變送器裝置的線性和誤差。
（2）遙測(cè)采集裝置的自身誤差，零漂、A／D的誤差、輸入回路的硬件誤差等，需要采用自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整。
（3）A／D轉(zhuǎn)換器兩邊電源應(yīng)隔離，可采作DC-DC電源模塊來(lái)進(jìn)行模擬輸入回路與數(shù)字量輸出回路的電源隔離（不共地），以減小相互的影響。
對(duì)于采用交流采樣方式的站端設(shè)備，RTU生產(chǎn)廠應(yīng)確保采樣算法的正確性、先進(jìn)性和穩(wěn)定性 。采樣裝置硬件自身的不一致性應(yīng)通過(guò)校準(zhǔn)，來(lái)補(bǔ)償其硬件誤差。
6 脈沖電度量的采集問(wèn)題
脈沖電度量的來(lái)源一般為電量變送器或脈沖電度表。由于脈沖電量采集是累計(jì)電量脈沖的個(gè)數(shù)，這樣要求脈沖采集裝置要有較強(qiáng)的抗干擾性，一般要求脈沖的寬度要足夠?qū)挘}沖幅值應(yīng)大些，同時(shí)采集裝置要有較好的數(shù)字濾波和抗干擾處理。
電量采集是連續(xù)方式，這要求采集裝置應(yīng)有后備電源支持，在系統(tǒng)失電后，電量采集模塊應(yīng)能繼續(xù)采集。對(duì)于改造的脈沖表或電量變差器建議自帶輔助電源，不需要外界再提供電源，以免因電源故障引起累計(jì)誤差。
7 SOE問(wèn)題
SOE事項(xiàng)順序記錄，是提高處理電網(wǎng)事故的應(yīng)變能力和提供準(zhǔn)確分析事故的重要手段。由于SOE分辨率較高，系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘是SOE正確運(yùn)行的前提之一。目前一般采用的是由主站系統(tǒng)向各個(gè)分站校時(shí)，但由于通道不同，設(shè)備不同，造成SOE的時(shí)鐘并不統(tǒng)一。解決這一問(wèn)題的最可造的辦法是，所有站端設(shè)備統(tǒng)一配備GPS時(shí)鐘，但這樣的投資較大，因此，一般要求站端裝置改進(jìn)自身的校時(shí)處理方式，接受下發(fā)的校時(shí)時(shí)鐘和時(shí)鐘修正偏差值，并返送自身的時(shí)間值等，盡量減小系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘的偏差。
SOE由遠(yuǎn)動(dòng)裝置或綜合自動(dòng)化裝置產(chǎn)生，并實(shí)時(shí)傳送給主站系統(tǒng)，但如果由于通道的故障而造成主站未能接受到，這就要求站端設(shè)備能保存若干條SOE記錄。
8 與微機(jī)保護(hù)及其它智能裝置的通訊接口
RTU和另一些變電站智能裝置（小電流接地檢測(cè)裝置，故障錄波裝置）一般都提供標(biāo)準(zhǔn)的串行口RS-232／422／485；遠(yuǎn)動(dòng)裝置一般提供多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串行口，可以與其直接接口。根據(jù)幾種接口的電氣特點(diǎn)，其接口的拓?fù)湫问街幸允屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)，或總線式，這種接口的通訊方式為主、從方式，由主機(jī)循環(huán)問(wèn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)只有在被問(wèn)到時(shí)才能響應(yīng)。這種方式接口簡(jiǎn)單，易于聯(lián)接，只要協(xié)調(diào)好通訊規(guī)約后就可以直接通訊。但這種方式節(jié)點(diǎn)越多，各節(jié)點(diǎn)等待通訊的時(shí)間越長(zhǎng)，通訊實(shí)時(shí)性越低，這樣有些需及時(shí)傳送的信息（保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，裝置故障信號(hào)等）的實(shí)時(shí)性就下降。
近年來(lái)，隨著局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用到了廠站端設(shè)備中，這使設(shè)備之間的通信有了較大的進(jìn)步。但網(wǎng)絡(luò)通訊的多校性和復(fù)雜性使得不同廠家的設(shè)備很難聯(lián)接，所以有采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式時(shí)，應(yīng)做好各設(shè)備及廠家之間的協(xié)調(diào)工作。
9 通道的防雷問(wèn)題
為確保RTU和主站的安全，RTU和主站端都應(yīng)有良了的接地，以防止雷電和操作引起的過(guò)電壓造成設(shè)備的損害。這對(duì)采用音頻電纜作為通道的情況影響最大，因?yàn)榇藭r(shí)RTU和主站間有直接電聯(lián)系。對(duì)這種情況，最好能在音頻電纜兩端加音頻隔離變壓器。
10 結(jié)束語(yǔ)
以上是結(jié)合我公司在對(duì)11個(gè)35KV變電站進(jìn)行改造過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題和解決方法所做的分析。這樣將大大提高無(wú)人值守變電站的可靠性與穩(wěn)定性，為公司下一步實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守提供了可靠的技術(shù)保證。
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