調度自動化系統運行分析及對策

宋明剛，潘鵬飛，徐福彬

(大連供電公司，遼寧 大連 116001)

調度自動化系統的運行涉及到供電系統、空氣調節及防雷等內容，在《電網調度自動化與信息化技術標準》中的GB 50174—93和條文說明都提出了運行規范和原則，使運行工作有章可循，但條文沒有規定具體細則要求，在實施過程中暴露出諸多問題。因此，通過總結主站新建和改造經驗，針對調度自動化系統主站運行的核心問題，提出了若干實施建議。

1 供電系統

供電系統是保障主站設備可靠運行的基礎。試驗證明，在供電出現過渡狀態時，將影響計算機的穩定運行。當供電中斷1～2 ms，會引起存儲信息變化及非程序跳動;當出現電壓擾動時，將引起打印輸出錯誤和磁盤讀取不正確輸入;當出現電壓擾動維持較長時間，計算機或某個子程序會完全死機。

1.1 UPS的設置與選用

為提高供電質量，UPS在調度自動化系統中得到廣泛的應用，UPS作為安全、純凈和穩定的電源，不受任何因素的干擾而隨意改變或中斷，并有穩定的電壓和頻率輸出給負載。因大中型主站(省調、地調主站)供電運行中，通常考慮2臺UPS并聯或主串聯運行，輸入市電應取自不同的交流母線，輸入直流則取自2套獨立的蓄電池組，以保證在1臺UPS故障或輸入電源完全中斷的情況下正常供電。在小型主站 (縣調、集控站)供電運行中，通常只有1臺UPS，但應具備旁路供電功能［1］。如果沒有考慮旁路，在不間斷電源裝置需要進行故障處理或返回廠家維修時，必須給主站設備提供臨時電源，這樣就會長時間中斷供電，且倒換市電過程費時、費力、易出錯容易造成系統全停事故。因此，旁路供電在單獨的UPS運行中，可有效提高供電可靠性。UPS在運行中會產生大量熱量，因此，要有良好的散熱環境，如果供電系統由多臺UPS構成，可以考慮選用上方帶排風扇，前、后、左、右無通風孔的屏體，屏位可以緊密排放在一起，既節省空間又不會影響通風散熱，但UPS上方要預留一些散熱空間。

UPS的容量選擇是指不間斷電源在允許范圍內的超載能力，可以保證所帶負載正常工作和啟動能力。不間斷電源的輸出功率可用有功功率表示，也可用視在功率表示。

P=S cosφ

式中 P——有功功率;

S——視在功率;

cosφ——功率因數。

大多數的UPS功率因數為0.75～0.8［2］，則P=0.8S。因此，1 kVA的UPS其最大輸出有功功率是0.8 kW，但個別負載的啟動電流很大，如打印機的啟動功率是其額定功率的3～5倍。因此，在UPS的容量匹配上則不能按P=0.8S計算。

1.2 供電電源布線

調度自動化系統主站電纜類型很多，有UPS電源線、市電電源線、2M同軸、光纖、網線、信號延長線、音頻模擬四線等。在電纜敷設時要按功能模塊組屏，達到維護界限清晰，減少跨屏連接電纜，同時盡量美觀。電源電纜的敷設要避免強電電纜和弱電電纜的交叉和長距離并排布線，嚴禁各類線纜之間發生纏繞。強電電纜對弱電電纜會產生電磁干擾，通過感應、傳導和輻射等途徑引入到元器件上，當干擾水平超過裝置邏輯元件和邏輯回路的干擾水平時，將引起裝置邏輯回路不正常工作，在主站產生大量垃圾信息。因此，在具備條件的情況下，可以在靜電地板下安裝電纜槽架，強電、弱電電纜分槽走線，分別從左、右兩個方向進入主站機房，在屏體前后位置進入屏內 (如圖1所示)。這樣可以有效防止電磁干擾，而且電纜走向清晰，利于維護。

圖1 強電、弱電電纜走向

2 空氣調節

調節自動化系統主站的空氣調節主要針對溫度、濕度和潔凈度，潔凈度包括新風和防塵兩方面。試驗證明，18～26℃是計算機等電子設備的最佳環境溫度，如果增加10℃，半導體元件的可靠性將降低25%［3］，環境溫度過高將影響電子設備自身熱量的散發，導致死機和芯片燒毀［4］;如果環境溫度過低，計算機會出現軟盤、磁盤讀寫信號減弱，運行出錯。環境濕度在40%～65%為宜，濕度過高會引起電子設備元件銹蝕，降低使用壽命，嚴重的將造成短路;濕度過低容易產生靜電，靜電放電體在接觸電子設備時對其放電，使邏輯元件和射線管產生錯誤信息，導致操作和圖像出現紊亂，嚴重時會使電子設備癱瘓無法再次啟動運行。灰塵將造成軟盤在讀寫過程中劃傷，還會造成電路板短路或電子設備漏電，縮短設備的使用壽命。

在空調系統的運行和選擇上應根據主站的空間布局選擇空調的機型、規格和臺數，充分考慮其房間溫度、濕度、設備發熱量、設備布置密度、風量和風阻等。空調系統在保證熱負荷和冷負荷最大計算值的前提下應備有一定的冗余。應盡量避免選用普通空調，普通空調運行主要考慮的是人體在固定空間內的舒適度，而不是針對電子設備的運行環境，普通空調還存在風量小、風速低無法形成整體氣流循環，無法達到除塵的要求。因此，應用在調度自動化系統主站的空調應是恒溫、恒濕的專用空調機組。如果設備密度大，設備發熱量大，為了加快機柜內的空氣流速，使電子設備在標準的空氣指標下運行，送風口應運行在靜電地板的下方，采用下送上回的方式。送風口可設計成格柵風口、條形風口或帶有條形風口的活動地板和孔板等，回風口可設計為格柵風口、百葉風口、網板風口等，這樣可提高機柜內設備散熱效應，降低空調系統消耗。采用下送上回方式，出口風速不應大于3 m/s，送風氣流不應直對工作人員。

3 防雷系統

雷電從形式上大致可分為直擊雷、感應雷。感應雷沒有直擊雷猛烈，是通過靜電感應和電磁感應產生作用，可在較大范圍內多個小局部同時發生雷災。感應雷發生的概率多于直擊雷，尤其是計算機網絡、通信系統等，常因動力電纜和通信電纜引入感應過電壓或過流而損壞，對這類設備，感應雷的危害往往大于直擊雷。據統計，微電子設備遭受雷擊損壞80%以上是由感應雷引起的。

要有效防止雷害，就要在雷電的引入線 (如動力電纜和通信電纜)做好防雷，合理地運行防雷裝置，并遵循層層防護、層層衰減的原則。在動力電纜防雷運行中，應在供電系統的建造物進線入口，安裝防雷裝置作為第一級防護;在UPS的電源入口處和市電交流入口處，安裝防雷裝置作為第二級防護;在機柜電源的引入口，安裝防雷裝置作為第三級防護。通信通道的防雷裝置，應安裝在DTF接線架和音頻電纜的接線端子上。防雷措施在實施中應考慮實用性和經濟性。

機房所在的樓宇電源要保證接地［5］，將交流工作地、安全保護地和防雷接地共用一點接地，接地電阻不宜大于3Ω。為避免對計算機系統的電磁干擾，宜采用將多種接地線分別接到接地母線上，由接地母線采用一根接地線單點與接地體連接，計算機設備至接地母線的連接導線應采用編織銅網，且應盡量縮短連接距離，并采取格柵等措施，盡量使各接地點處于同一等電位上。為使靜電地板達到理想的使用效果，應將支持地板的金屬腳架進行逐一焊接接地。這樣，就能將感應雷害進行有效隔離、衰減和釋放入地，從而保證了電子設備的穩定運行。

4 結束語

針對供電系統、空氣調節和防雷系統的運行改進意見，在大連供電公司地調自動化系統和集控中心建設中得到實施和應用，從實際生產情況看，有效地改善了主站設備的運行環境，提高了調節自動化系統的可靠性，促進了維護人員的身心健康。

［1］ 李 鵬，劉洪潔．淺談UPS及其并聯技術 ［J］．東北電力技術，2008，29(2):36－39．

［2］ 曲瑞昌．談信息網絡設備運行環境 ［J］．東北電力技術，2000，21(2):49－51．

［3］ 黃紅兵．計算機機房的環境要求與維護對策［J］．信息技術，2004，27(7):132－133．

［4］ 潘秀寶，趙東旭，劉文娟．變電站監控系統運行情況分析［J］．東北電力技術，2006，27(12):6－7．

［5］ 于 瀅，姜立秋．電力企業網絡信息安全淺析 ［J］．東北電力技術，2008，29(10):50－52．