提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施研究

提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施研究

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、自動(dòng)化水平高、可節(jié)省占地面積、減輕值班員操作及監(jiān)視的工作量、縮短修理周期以及可實(shí)現(xiàn)無人值班等優(yōu)越性。在研制綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中,假如不充分考慮牢靠性問題,沒有采取必要的措施,這樣的綜合自動(dòng)化系統(tǒng),在強(qiáng)電磁場干擾下,也的確很簡單不能正常工作,甚至損壞元器件。因此,綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的牢靠性是個(gè)很重要的問題。

1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展,對變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高,實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化,可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,削減基建投資,并為推廣變電站無人值班供應(yīng)了手段。隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加,各級調(diào)度中心要求更多的信息,以便準(zhǔn)時(shí)把握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行狀況。為提高變電站的可控性,要求采用更多的遠(yuǎn)方集中掌握、集中操作和反事故措施等。利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等,供應(yīng)先進(jìn)的技術(shù)裝備,可轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式,實(shí)現(xiàn)信息共享,簡化系統(tǒng),削減電纜,削減占地面積,對變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。

變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì),利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)掌握和微機(jī)保護(hù),以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),即利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng),代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表,代替常規(guī)掌握屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏,用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏,轉(zhuǎn)變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。因此,變電站綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種新生事物,許多人對它還不夠了解,因此也不放心。特殊是目前不少工作在變電站第一線的技術(shù)人員與運(yùn)行人員,對綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還不了解,對其牢靠性問題比較擔(dān)憂;另一方面,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng),但它們的工作環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場所,所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程中必需充分考慮到系統(tǒng)牢靠性的問題。

2變電站抗電磁干擾措施

干擾源的能量通過各種途徑以傳導(dǎo)或輻射方式耦合至變電站的一次系統(tǒng)和二次回路,表現(xiàn)為在電力線、信號線、掌握回路和自動(dòng)化系統(tǒng)上的干擾電壓和干擾電流的水平或電場和磁場的水平。因此,電磁兼容是至關(guān)重要的問題。

依據(jù)電磁干擾基本要素的特點(diǎn),解決電磁兼容問題、掌握電磁干擾,除限制電磁干擾源的電磁放射,提高敏感設(shè)備的抗干擾能力外,一個(gè)有效的措施是在電磁干擾傳播途徑上采取措施。掌握電磁干擾的主要技術(shù)措施有濾波技術(shù)、接地技術(shù)、屏蔽技術(shù)和搭接技術(shù)。

濾波技術(shù)的基本原理是在敏感設(shè)備的外接端口連線上裝濾波器,以選擇信號、抑制干擾。如各類電源濾波器、數(shù)字信號續(xù)濾波器和一些專用特別濾波器等。所以,濾波技術(shù)是抑制傳導(dǎo)耦合的一項(xiàng)特別有效的技術(shù)措施。

接地技術(shù)是任何電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)必需采用的一項(xiàng)技術(shù)措施。一方面它是保證人身和設(shè)備安全的必要技術(shù)措施;另一方面它為電子設(shè)備或系統(tǒng)正常工作供應(yīng)了模擬信號或數(shù)字信號的零電位基準(zhǔn)參考點(diǎn)。常見的接地系統(tǒng)有浮地系統(tǒng)、單點(diǎn)接地系統(tǒng)、多點(diǎn)接地系統(tǒng)和混合接地系統(tǒng)。按用途分類則有安全接地、靜電接地、避雷接地、電源接地、屏蔽接地和信號接地等。可見,接地技術(shù)是一項(xiàng)特別復(fù)雜的技術(shù),也是抑制公共接地阻抗耦合和阻性耦合的有效技術(shù)措施。

屏蔽技術(shù)是—項(xiàng)將電磁干擾源和敏感設(shè)備進(jìn)行空間電磁隔離、抑制輻射耦合的技術(shù)措施。主要方法有靜電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。靜電屏蔽主要用金屬材料制成容器或網(wǎng),抑制容性耦合;磁屏蔽主要采用高導(dǎo)磁材料制作屏蔽體,抑制感性耦合;而電磁屏蔽則利用金屬材料的渦流效應(yīng)或?qū)﹄姶挪ǖ姆瓷湫?yīng)抑制空間輻射電磁場。屏蔽技術(shù)可以用于元件和組件的屏蔽、連接器的屏蔽、電纜的屏蔽和設(shè)備或系統(tǒng)的屏蔽。

搭接技術(shù)主要是解決兩個(gè)金屬物體之間具有良好連接的技術(shù)?？梢酝ㄟ^機(jī)械方法或化學(xué)方法實(shí)現(xiàn),以在兩個(gè)金屬物體之間建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路。如可采用鉚接、熔焊、壓接等永久件搭接方法,也可采用螺栓、螺釘、夾具等半永久性搭接方法。搭接技術(shù)是抑制電磁干擾的重要的工藝性措施。搭接不良或不當(dāng),不僅直接降低設(shè)備或系統(tǒng)的抗雷電、抗靜電和抗信號電磁吸聲干擾的能力,而且還影響其他抑制電磁干擾技術(shù)措施的實(shí)施效果。

3故障自診斷

故障自診斷(簡稱自檢),是指綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有對內(nèi)部各主要部件在不需要運(yùn)行人員參與的狀況下進(jìn)行自檢查的功能,假如檢查出某部分工作不正常,則馬上報(bào)警,以提示維護(hù)人員進(jìn)行檢修。自動(dòng)化系統(tǒng)具有故障自診斷功能,只要內(nèi)部出現(xiàn)故障不必等待維護(hù)人員去檢查,能馬上發(fā)覺,可以準(zhǔn)時(shí)處理,這不僅可以免去定期檢修的工作量,而且由自動(dòng)化系統(tǒng)自檢發(fā)覺問題,還能指示故障部位,可以大大縮短修理時(shí)間,對提高電力系統(tǒng)的安全、牢靠性很有好處。

3.1RAM自檢

對RAM的檢查可以有破壞性測試和非破壞性測試。破壞性測試系指進(jìn)行自檢時(shí),壞了原來RAM存放的數(shù)據(jù)等,破壞性測試只能用于剛上電時(shí)的靜態(tài)檢查,它可以檢查到每一個(gè)RAM單元的每一位。這種方法耗時(shí),只能作為靜態(tài)自檢用。非破壞性測試系統(tǒng)是指對某個(gè)RAM單元測試時(shí),需要將原來的數(shù)據(jù)保留,等測試完成時(shí),恢復(fù)其原來的數(shù)據(jù)。這種方法可以作為動(dòng)態(tài)自檢,但要檢查完全部RAM,周期較長,而且不能檢出一根粘結(jié)的地址線。

3.2EPROM的自檢

EPROM屬于只讀存儲器。一般用于存放程序或參數(shù),可以用以下求檢驗(yàn)和的方法測試。即可將EPROM分成若干段,將每一段中自第一個(gè)字節(jié)至第末字節(jié)的代碼,采取按位加的方法,將它們?nèi)肯嗉悠饋?得出一個(gè)和數(shù)(不考慮進(jìn)位),稱檢驗(yàn)和,并將這個(gè)檢驗(yàn)和事先存放在EPROM指定的地址單元中。以后在進(jìn)行自檢時(shí),得到一個(gè)和數(shù),將此和數(shù)與事先存放的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較,若相等,則認(rèn)為此段EPROM正常,否則就認(rèn)為該段有錯(cuò),這種檢驗(yàn)方法簡潔,耗時(shí)少,但若有兩個(gè)單元的同一位出錯(cuò)便檢查不出來。

3.3模擬量輸入通道的自檢

模擬量輸入通道的自檢,包括對模擬濾波器、采樣保持器、模擬多路開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢查,可以考慮在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊時(shí),專設(shè)一個(gè)采樣通道,該通道的輸入是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓,CPU可以通過對這一通道的采樣值的監(jiān)視來檢測多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器是否正常等。

3.4運(yùn)行過程重要數(shù)據(jù)校核

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,會有一些重要的中間結(jié)果數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對執(zhí)行程序有關(guān)鍵影響。為防止這些重要數(shù)據(jù)和標(biāo)志在強(qiáng)電磁干擾下出