電氣控制回路干擾診斷與排除

吳全祥

（國網浙江電力有限公司麗水供電公司，浙江麗水 323000）

0 引言

變電站斷路器電氣控制回路在運行過程中，難免會受到各種干擾源的干擾，造成設備損壞故障或無法執行正確指令任務。通過對干擾類型進行診斷分析，并結合實際使用情況制定對應的抗干擾技術措施，可從硬件干擾排除、軟件干擾排除以及輔助措施等方面及時排除或減緩干擾的影響。為斷路器電氣控制回路的正常運行，保障指令下達精確不受干擾提供重要保障。

1 變電站斷路器設備作用機理

斷路器作為變電站的一種關鍵設備，可以通過遠程控制自動重合閘，例如配電室計算機后臺操控，實現分閘、合閘控制，進行變電站的控制保護。同時遠程遙控控制斷路器，就需要設計出對應的電氣控制回路。在日常變電站使用工作過程中，利用電氣控制回路，操控人員通過規范操作指令，進行遠程有效控制，完成重合閘、自動脫扣等工作。其中，電氣控制回路由控制結構、操作結構以及中間傳送結構等組成。控制結構主要功能是下達分閘、合閘等控制指令，包括控制開關按鈕等；中間傳送結構則用于控制指令的傳達，將指令傳輸至執行機構，傳輸媒介包括繼電器、觸點等；操作結構則主要用于指令執行。常見的斷路器電氣控制回路結構見圖1。圖1中從左至右：+KM代表直流電源；-SM代表閃光小母線；RD代表弱點配線箱；QK代表開關操作把手；KK代表控制開關；LD代表綠燈；HD代表紅燈；DL代表輔助接點；HQ代表合閘線圈；TQ代表分閘線圈；圖示中各數字編號代表電氣控制回路中對應的線路接點。

圖1 斷路器電氣控制回路結構簡圖

2 電氣控制回路干擾診斷分析

造成電氣控制回路干擾的因素有很多，其中經過診斷分析發現較為常見的幾種干擾源包括外界環境干擾、電源部分造成的干擾、內部磁場干擾以及線路之間的耦合干擾等，其具體形成原因見表1[1]。從表1可以看出，干擾源主要包括外界因素干擾以及內部因素干擾兩大類，其中自然干擾、后臺機監控系統干擾等外界因素可以通過外殼阻隔、布置接地線路等方式對干擾源進行阻隔；而導線耦合干擾以及內部交變磁場造成的干擾則只能通過軟件設計，以濾波形式減緩干擾信號，保障電氣控制回路的平穩運行。因此在進行電氣控制回路干擾排除措施設計過程中，也是依據提出的幾種干擾類型，設定相對應的硬件、軟件抗干擾排除措施，實現斷路器電氣控制回路的平穩運行。

表1 電氣控制回路干擾源診斷分析

3 電氣控制回路干擾排除措施

3.1 硬件抗干擾措施分析

依據上述電氣控制回路對幾種常見的干擾源進行干擾排除，先從硬件抗干擾方面提高靈敏器件的抗干擾性能，增強抗干擾能力。例如上述地電位差干擾類型中，通過對一些電器設備元件的外殼進行封閉接地處理，對電氣柜門以及設備機箱等結構以接地等方式保持可靠良好的電氣連接形式。同樣由上述電源系統引入的干擾類型中，可以通過科學設置形式，使用穩定工作電源或直流電源，保障電壓波形的平穩?；蛲ㄟ^選用隔離變壓器設備等方式，降低因電源系統引入的共模干擾，避免因電源系統噪聲、電磁波等因素對控制回路造成干擾，保障回路系統的持續平穩運行。

除了對柜門、機箱等設備外殼接地處理，還需結合變電站實際使用布置情況，合理設置控制系統接地線路、防雷接地線路等，這些接地線路除了要考慮本身系統的合理布置方式，同樣應在各接地系統之間設定一定的安全距離，防止因接地系統間線路交錯造成的干擾影響。最后，可以通過完善電氣接地系統實現隔離變壓器以及不間斷電源設備的隔離接地形式，防止上述設備受到電網雜波的干擾，確保良好的抗干擾效果。電氣控制系統應設計獨特的接地系統，專門用于斷路器的接地抗干擾工作，防止接地線路與其他設備連接影響到斷路器的有效控制[2]。

3.2 軟件抗干擾措施分析

在完善硬件干擾排除措施布置后，也可以從軟件抗干擾措施方面分析斷路器電氣控制回路的干擾排除措施。軟件抗干擾措施主要是對斷路器設備進行軟件設計，針對性地診斷排除上述干擾源類型。通過軟件設計可以有效過濾一些干擾信號，防止干擾信號進入設備內部，影響控制裝置的正常響應，因此要對控制系統可能遇到的干擾信號進行采集識別。通過采集識別到常見的干擾信號后，利用數字濾波技術進行濾波處理，這主要依靠軟件程序完成。常用的濾波技術見表2，包括加權平均值濾波算法以及算術平均值濾波算法兩種主要數字濾波技術類型[3]。

除了前期電氣設備選型過程中需要可能考慮對電氣控制回路造成干擾影響外，剩余各種干擾源的干擾信號處理，需要借助軟件程序來實現對干擾信號進行濾波處理。通過增添各種功能多樣、方便快捷的程序，以濾波器的形式對干擾信號進行濾波處理。軟件程序設計與傳統模擬濾波器相比功能更為強大，可以完成濾波器無法完成的濾波任務。

3.3 其他抗干擾措施

除了上述斷路器電氣控制回路干擾排除措施外，還可采取一些其他輔助抗干擾措施，包括日常行為規范以及電氣控制系統結構調節設計等。在日常工作人員維護運行過程中，可以通過定期維護檢修，對監控系統遙控、傳送結構測點的抗干擾性能進行檢測，按照規范開展維護檢修工作，保障電氣控制回路的穩定運行；同時在電氣控制系統結構設計方面，可以通過設計雙機雙網模式，增加電力系統自動化控制監控軟件，通過安裝A、B兩臺服務器，實現平衡控制。在缺省狀態下，實行A網控制機制，可以確保網絡負載平衡，或通過自動分流模式降低負載[4]。多機運行時保障服務器間的數據同步，各服務器均可在本機下載完整實時數據庫。

4 結語

斷路器電氣控制回路在運行過程中，難免會受到各種干擾源干擾，造成設備損壞故障。通過對干擾類型的診斷分析，并結合實際使用情況制定對應的抗干擾技術措施，從硬件干擾排除、軟件干擾排除以及輔助措施等方面及時排除或減緩干擾的影響，為斷路器電氣控制回路的正常運行，保障指令下達精確不受干擾提供重要保障。