配網自動化系統遙信抗干擾技術探討

楊新培

（福建省廈門電業局，福建　廈門　361000）

配網自動化系統遙信抗干擾技術探討

楊新培

（福建省廈門電業局，福建廈門361000）

摘要：隨著現代電子技術、計算機網絡技術、智能控制技術的廣泛應用，配網自動化技術日益成熟。分析了配網自動化系統遙信干擾產生的原因，提出了解決配網自動化系統遙信干擾的方案 以及防止遙信誤動作的技術措施，在實際運行過程，這些方案和措施取得了良好的社會效益和經濟效益。

關鍵詞：配網自動化；遙信干擾；原因分析；技術措施

1　問題的提出

遙信技術是配電網調度自動化系統的一項基本功能，遙信信息主要由變電站的開關、刀閘的位置、保護信號、繼電器動作等模擬量和開關量的現場信息，遙信數據量約占配電網自動化控制系統總數據采集量的70%以上，遙信控制技術直接反應電網、變電站等相關設備的運行狀態信息。一般在供電網絡的配網自動化控制運行初期，在設備運行各種實驗性調試、試運行、保護動作測試過程；在檢修測試拉合開關，繼電器的動作的抖動過程，例如一次性保護試驗過程，遙信容易頻繁誤動作，這對于配網自動化系統的可靠性和實用性也是一次嚴峻的考驗；遙信信號提供了配電網運行的關鍵數據，也是調度人員監視電網、判定故障的直接依據。遙信干擾引起的誤動，會擾亂調度人員對電網的監控，干擾整個調度自動化系統的正常運行，還嚴重影響事故報警和電網調度人員對電網故障的判斷分析及對電網事故的正確處理。因此對于減少遙信信息的誤報、漏報，加強遙信信息傳輸的可靠性對于電網的穩定運行和故障分析具有重要意義；針對配電網自動化系統具體環境，結合所使用的配網自動化子站及FTU，提出了解決遙信干擾問題的措施。

2　遙信干擾產生原因分析

2.1強電磁干擾原因

由于我國電網多是交流傳輸，根據麥克斯韋電磁場理論，交變電場周圍感應產生隨機變化的磁場，而變化的磁場也會感應出電場。在配電網絡、變電站周圍必將存在很大的電磁場，這樣勢必對信號采集系統產生干擾。另外在操作開關時，強大的電流脈沖信號、以及刀閘開關動、靜觸頭接觸與分離也會產生瞬間放電造成的電弧產生強烈的電磁干擾信號。由于一般遙信采集信號工作電壓為直流24V，這些強電磁干擾信號通過電遙信二次電纜傳輸疊加在遙信采集回路的終端設備使用的直流24V電源上，這個經過疊加的電壓采集信號最終到達FTU或配網自動化子站，疊加信號以電壓形式存在，取樣信號工作電壓值會達到40v-50v左右。經過疊加的采集信號導致各保護裝置的位置繼電器、保護機構輔助觸點輸入開端的光耦隔離的導通，從而造成遙信誤報，傳輸到配電網調度中心，圖1給出了電磁干擾造成遙信誤報的原理。

圖1　電磁干擾疊加造成的遙信誤報原理圖

2.2觸點、節點的抖動原因

觸點抖動或者節點的顫抖原因是多方面的，經過分析基本是因為各類觸點長時間使用或者因為使用環境的影響造成的氧化、磨損、灰塵油污等會造成合閘、斷開過程，造成的接觸不良，容易引起遙信采集信號的不穩定而抖動；另外，因為開關機構一般是彈簧機構，在開閘、合閘過程都會產生彈性形變造成的震動，震動容易引起機構的螺栓縫合松動、接觸不實、結構件出現裂痕、斷裂等，這些開關的輔助接點連接的遙信節點就會產生信號誤動作或者不動作；最后由于數據采集信號的噪聲誤差也會引起電壓波動，從而引起遙信信號的誤報、漏報。圖2給出了觸點抖動等原因造成的遙信誤報，通過光電隔離的波形反映出觸點抖動的的暫態過程，采集回路將抖動的遙信信號傳輸到調度中心，造成遙信的誤報。

圖2　觸點抖動造成遙信信號干擾

2.3傳輸通道的影響

目前配電網絡數據通信是通過信道編碼傳輸技術，配網自動化子站到主站的通信方式為光纖網絡ATM異步傳輸方式，其傳輸誤碼率極低。在配電網絡控制中，所有的數據經過對應遠動規約編成16進制碼源，編碼成功后，數據打包，通過遠動數據傳輸通道，上傳調度控制站主站，調度主站數據處理板進行解碼處理后，提取需要的數據和信息。遙信編碼信號在溝道鋪設的電纜線路傳輸過程，會造成外部環境的信道干擾；在數據編碼和打包以及解碼提取信息的過程，由于數據丟失、誤碼率的存在，會造成編碼、解碼數據失真，這些原因將會造成遙信信號誤報、漏報。

3　防止遙信干擾的措施

為有效防止遙信信號的干擾，增強遙信信號的抗干擾能力，提出了以下幾個措施：

（1）遙信信號電纜單獨敷設，采用光纖網絡，遙信二次電纜采用防電磁干擾的屏蔽電纜，所有信號電纜均要進行良好接地。采用這種方法，將有效防止強電磁場干擾。可以有效抑制感應疊加電壓對FTU及配網自動化子站的干擾沖擊；另外，信號電纜與電力電纜留足距離，可以有效減少信號傳輸的中間干擾環節。

（2）增加軟硬件濾波裝置。配電網及變電站遙信控制電路板。數據采集板均增加合適的濾波器，根據繼電器節點自保持時間和對遙信動作時間分辨率等參考數據，可以選擇10ms的硬件濾波器進行濾波；采用軟件編程，編制濾波軟件，可以有效的去除高次諧波的污染以及防止信號失真，平滑信號傳輸能力。

（3）采用先進的硬件設備和軟件設施，選用雙采集點的模式，對系統設備進行升級和改造，減少遙信信號的抖動失真；利用軟硬件增強通信數據的采集、編碼、傳輸、解碼功能，比如采用曼切斯特編碼和漢明碼解碼技術可以提高數據傳輸的有效性，增加軟件處理的冗余度，防止數據丟失、失真，濾除干擾信號，保證數據的真實有效。

4　結論

遙信是配電網調度自動化控制的基礎功能，，本文對造成遙信誤報、漏報、錯報的原因進行了分析，并提出了有效解決遙信信號干擾的措施，經過實際運行結果，能夠有效的解決遙信誤報的幾率，增強配電網絡的穩定性、安全性，提高了人民的生活舒適度。

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