變電站綜自系統遙信誤報誤動試驗研究

常仲科+沈國華+李文君+梁棟

摘 要：文章研究變電站綜合自動化系統遙信誤報誤動的試驗，首先介紹了相關技術背景及國內研究水平綜述，進一步介紹了研發路線的理論實踐依據，然后對項目研究內容和實施方案進行了闡述，克服現有變電站綜自系統的一些技術缺陷及不足，有效抑制由于高頻電磁干擾引起的遙信誤報現象。

關鍵詞：變電站；綜自系統；遙信誤報；誤動；試驗

中圖分類號：TM715 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0161-02

1 概述

目前，特高壓工程建設越來越多，大型變電站無人值守，具有高度自動化，變電站一次設備在高電壓等級運行條件下，各種高壓以及強電磁干擾將嚴重影響變電站綜合自動化系統二次設備的安全穩定運行，安裝于開關柜上的相關二次設備受到各種強電磁干擾，變電站綜自系統的遙信信息受到大量垃圾信息干擾，影響遙信的準確性，同時變電站綜自系統有可能通信管理單位死機，遙信單元誤報會導致繼電保護裝置誤動，影響到設備的運行監視，使系統失去運行穩定性，嚴重時甚至會造成設備損壞[1-3]。

頻帶較寬的電磁干擾信號大多由變電站高壓設備運行產生，這些干擾信號對遙信影響很大，遙信誤報情況時有發生，誤報的遙信信息，將不斷變化的狀態量傳送到上級單元，造成遙信單元數據變位，形成垃圾冗余信息，干擾正常運行以及會占用大量的計算機資源，造成內存浪費的同時，更為使檢索難度增加，使變電站綜自系統以及調度自動化系統的可用性及可靠性降低，從而增加管理及監控人員的工作強度，而且對系統的運行維護也有相當大的影響[4]。

2 背景技術及研究水平綜述

2.1 背景技術

上文提及強電磁干擾會嚴重影響變電站遙信及保護準確工作，目前縱觀一些大型變電站的強電磁干擾情況可知，由于電磁干擾而是遙信誤報，嚴重時導致保護誤動的情況有多次發生，地磁暴等空間天氣災害也對變電站一、二次系統產生過類似影響，所以電力企業及科研院所應著手研究解決變電站綜自系統抗干擾問題，研究相關理論方法，同時研制相關裝置，更好地推進及發展變電站綜合自動化系統技術，滿足我們國家構建智能電網以及全球能源互聯網的要求。研發同時應采取必要措施，考慮到斷路器及隔離開關的位置、繼電保護裝置動作情況等通過綜自系統遠動裝置濾除遙信信號的抖動或誤報，以確保變電站的安全穩定運行。

（1）在多數情況下，運行值班人員在監控無人值守變電站工作中，對較多的遙信信號誤報會有精神負擔，較多的干擾會嚴重影響值班人員工作效率。當有事故發生，狀態量的實際狀態，譬如開關、刀閘、保護等工作情況，都需要工作人員花費大量時間去仔細核對，嚴重影響工作效率，更有甚者，會造成錯誤判斷，造成錯誤命令的下達。

（2）鑒于“狼來了”的故事，長時間的遙信誤報，問題不解決的話，會使調度自動化系統遠動主站頻繁發出告警音響等信息，這樣一來，降低了運行人員的警惕性，即使發生故障問題，也會讓運行維護人員不以為然，同時也會使工作人員對工作失去熱情，變得被動，變電站綜自系統安全穩定每況日下。

（3）遙信頻繁誤報，會出現信號抖動現象。同時不斷變化的狀態量傳送到遠動終端及調度端主站，冗余及垃圾信息占了大量內存及計算機資源，浪費資源的同時使檢索信息效率大大降低[5]。

就其遙信誤報的原因來看，根據運行經驗及理論分析可知，開關及繼電器的輔助節點抖動，高壓輸電及空間天氣的強電磁干擾，交流電串入二次回路使遙信誤報以及遠動信息通道故障，數模轉換裝置工作不穩定等原因。

針對110～220kV變電站綜合自動化系統遙信誤動誤報進行現場測量，包括發生誤報信號的裝置電氣量，裝置所在區域的空間電磁環境，為綜自系統采取相應的預防措施提供技術依據[6]；同時對現場錄波及通訊設備和電源的電磁兼容問題進行模擬試驗，與實際測量情況分析對比，探索抑制干擾的技術措施；在現場測量以及模擬實驗的基礎上，根據對現場測量數據以及模擬實驗和仿真結果的分析總結，制定出符合本單位實際情況的變電站綜自系統遙信誤報的解決方案。

2.2 國內研究水平綜述

我國電力系統自1998年引進的CSC100型（ABB公司）變電站綜合自動化系統以來，從管理層面和技術層面講遠動和調度合為一體。但是傳統的電力系統保護是單獨管理遠動的，這樣一來就會降低維護效率。國內四方公司的CSC2000變電站綜自系統也有同樣的問題，在使用和維護中需要注意。在變電站自動化系統發展的過程中，遙信誤報和丟失一直是個關系著電網安全調度和管理的問題。對于遙信誤報，例如監控BJ系統和ISA保護組成的變電站自系統，曾有過在保護裝置與管理機死機以后重啟，進而把原來的信號再一次重發、斷開通信重新連接后重發信號、數據溢出后把歷史信號重發、遙信模塊故障無法信號等情況；對于國內廠家基于以太網生產變電站綜自系統也同樣出現過上述情況[6]。對于遙信漏報，例如國內多種保護設備將只是將當前的信號傳送一次，遙信信號傳送給BJ監控系統不做任何保存。另外，變電站的直流系統、變壓器中性點消弧裝置等同時將信號傳送給ISA300、NS2000系統，會出現遙信丟失的情況。另外，監控信息不完善也直接影響著遙信信號的及時性和準確性。

3 理論實踐依據

目前國內外的很多學者、專家在此方面進行了大量的研究工作，提出不少相應的硬件和軟件上的解決方案，但因為遙信誤報漏報的情況復雜，原因繁多，每種方案都不能將所有問題狀況全部解決。誤報的主要原因有：（1）繼電器觸點抖動或者接觸不良，使得遠動裝置誤認為是一系列的遙信變位從而引起誤報；（2）電源干擾或故障，當供電電源波動時自動化裝置中的信號繼電器可能因為紋波干擾做出錯誤動作，從而引起遙信信號的無規則顫抖造成誤動；（3）強電磁干擾對變電站影響極為嚴重，強電磁干擾很容易耦合到通信回路上造成遙信的錯誤動作；（4）遠動系統重啟和規約響應時間的問題，使endprint

得系統開機時剛建立通信還未獲得完整的實時數據這段時間的大量信息作為錯誤遙信傳送出來。

4 研究內容及實施方案

4.1 研究內容

本文是為解決供電公司變電站刀閘變位以及其他遙測信號頻繁誤發誤報而開展的實驗和仿真研究，主要內容包括以下幾個方面。

（1）針對110～220kV變電站綜合自動化系統遙信誤動誤報進行現場測量，包括發生誤報信號的裝置電氣量，裝置所在區域的空間電磁環境，為綜自系統采取相應的預防措施提供技術依據；（2）對現場錄波及通訊設備和電源的電磁兼容問題進行模擬試驗，與實際測量情況分析對比，探索抑制干擾的工程技術措施；同時結合相應的軟件去抖算法，提升現有測控裝置的抗擾度，優化軟件控制和硬件結構；（3）根據對現場測量數據以及模擬實驗和仿真結果的分析總結，制定出符合本單位實際情況的變電站綜自系統遙信誤報的解決方案，對相應的軟件進行智能升級，對硬件結構的不合理之處進行改造。

4.2 實施方案

（1）解決部分變電站綜自系統遙信誤報的問題，在變電站一、二次設備可能發生故障之前而采取相應的預防措施，對設備的運行狀況能夠做到及時準確地把握。

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

（3）針對測控裝置的軟件系統中不合理的地方進行智能

優化升級，結合硬件結構完善監控預警系統。

（4）通過項目實施，總結適合變電站綜自系統遙信誤報的治理方案，相關經驗可供其他電網公司變電站綜合自動化系統借鑒。

5 結束語

本文針對變電站綜合自動化系統遙信誤報誤動的試驗研究，首先對介紹了項目背景技術及國內研究水平綜述，介紹了本文的理論實踐依據，同時進一步地對該試驗研究的主要研究內容及具體實施方案進行了闡述，通過該研究實施，結合公司自身實際，可以總結經驗，提出適合變電站綜自系統遙信誤報誤動的治理方案，提供參考意見，同時帶來可觀的行業效益、社會效益和企業經濟效益，具高度產業利用價值。

參考文獻：

[1]趙冠群.針對變電站遙信誤報的抗干擾措施研究[D].華北電力大學（北京），2015，3.

[2]楊賢勇，范美娟，周洪濤，等.冗余光纖環網在500kV變電站的應用與改造[J].農村電氣化，2017（09）：13-16.

[3]黃建林，鄭愛民，王靖暉，等.一種新的變電站智能防誤在線操作模式[J].農村電氣化，2016（11）：41-42.

[4]趙君.變電站遙信異常現象分析及改進方案[J].科技資訊，2016，14（16）：38+40.

[5]鐘旭輝.變電站自動化系統誤發遙信的分析和改進[J].電力安全技術，2007（06）：32-33.

[6]朱濤，尹項根，葉濤.變電站綜合自動化系統誤發遙信的原因與改進[J].湖北電力，2002（05）：3-4.endprint