變電站四遙設(shè)備抗干擾的分析與改進

變電站四遙設(shè)備抗干擾的分析與改進

0“四遙”設(shè)備干擾措施研究在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，電動汽車的運行設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了自動化和智能的發(fā)展?！八木嚯x”設(shè)備的更新也經(jīng)歷了電子技術(shù)的幾個階段：從矩陣到電路，從電路到大規(guī)模電路。“四遙”設(shè)備的性能得到不斷完善,技術(shù)性也越來越高。但由于大規(guī)模集成電路對使用環(huán)境要求很高,并且其功率較小等原因,使得變電站的“四遙”設(shè)備很容易受到各種干擾的影響,這些干擾輕則造成數(shù)據(jù)傳輸錯誤,重則造成保護拒動或誤動,嚴重地危及了電力系統(tǒng)的安全可靠供電。因此研究變電站“四遙”設(shè)備抗干擾措施的問題顯得十分必要。自從對東莞市電力局20多個變電站進行“四遙”改造以來,對“四遙”設(shè)備抗干擾問題進行了大量分析研究。由于工程選用的設(shè)備有國產(chǎn)的,也有進口的,因此,研究變電站“四遙”設(shè)備防過電壓和抗干擾的各種措施,對施工過程中進行較全面判斷具有實際意義。1“四遙”設(shè)備在變電站的故障總結(jié)得出給變電站運行帶來不良后果的幾個要點:a.當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)線性或非線性負載突變時,所產(chǎn)生的諧波對“四遙”設(shè)備的電源構(gòu)成干擾,UPS電源不能完全抑制這種干擾。另外,UPS的電池在長期運行后質(zhì)量下降,在市電丟失時失去逆變功能,不能向RTU提供應(yīng)變的不間斷電源。從而使調(diào)度端不能正常接收事故的數(shù)據(jù)記錄,給事故的分析和應(yīng)急處理帶來很大的困難;b.“四遙”的RTU設(shè)備由于防過電壓抗干擾的能力不強,在受到雷電的影響后,RTU設(shè)備嚴重損壞;c.由于變電站電磁干擾的影響,“四遙”設(shè)備出現(xiàn)遙信抖動和誤動現(xiàn)象,嚴重影響了調(diào)度員對變電站設(shè)備運行狀態(tài)的判斷;d.遙信采集的光藕主回路元件,經(jīng)過長期運行后,由于質(zhì)量下降或損壞而造成遙信誤動,以國內(nèi)設(shè)備產(chǎn)品的問題較為突出;e.遙信采集電路的電源受干擾影響出現(xiàn)不穩(wěn)定,或負載能力下降,導(dǎo)致光藕元件處于導(dǎo)通和截止臨界狀態(tài),同樣造成遙信誤動;f.信號繼電器,設(shè)計使用型號為DX-32B,工作電壓為220V,常開接點在長期運行后,接點的壓力氧化造成接觸不良,在24V工作時也會造成不能發(fā)信。另外,由于該繼電器復(fù)歸回路中串接了1個電阻,此電阻質(zhì)量較差,在運行中經(jīng)常斷線,造成信號動作后不能復(fù)歸;g.目前遙信采樣工作電壓為24V,當(dāng)變電站發(fā)生故障時,產(chǎn)生的強電流、強電場和強磁場干擾,其干擾脈沖信號通過二次回路感應(yīng)同時疊加在24V工作電壓上,當(dāng)干擾信號幅值超過光藕變位臨界值時,產(chǎn)生虛假的遙信信號。針對上述現(xiàn)象,采取了一系列的抗干擾措施。2抗干擾措施2.1“四遙”系統(tǒng)所需的地和供電地變電站的地是一個很大的地線網(wǎng),通常“四遙”系統(tǒng)的地是與此地網(wǎng)連在一起的。而一般電力系統(tǒng)的地網(wǎng)是不太干凈的。為了徹底防止電力系統(tǒng)地的影響,建議將電力系統(tǒng)地和“四遙”系統(tǒng)的所有地分開。兩者之間至少應(yīng)保持15m以上的距離。從抑制干擾的角度來看,是很有好處的,但從工程角度來看,單設(shè)“四遙”系統(tǒng)地并保證其與供電系統(tǒng)地隔開一定距離是很困難的,這時可以考慮將“四遙”系統(tǒng)的地和供電地共用1個。但要求變電站接地網(wǎng)滿足以上2個條件:a.供電系統(tǒng)地上的干擾要小,如大電流設(shè)備啟停是否頻繁,對地產(chǎn)生的干擾要小;b.供電系統(tǒng)地的接地電阻要足夠小,而且整個地網(wǎng)各個部分的電位差要很小,即地網(wǎng)的各部分之間的電阻要小(<1Ω)。如阻值太大,在信號線的2端接地會因為地電位差而加入較大的干擾。這樣,如果2點的距離較遠,則可能會有較大的電位差,這個電位差可能會在2端之間的信號線上產(chǎn)生一個很大的環(huán)流而引起干擾?，F(xiàn)在新的變電站接地網(wǎng)都能滿足要求,如果是比較舊的站則要進行地網(wǎng)整改,使能滿足以上2點要求。以便可以實現(xiàn)共用一個地。通常我們采用100m2銅排將“四遙”系統(tǒng)幾個屏連接后,再與控制室的繼電保護地網(wǎng)連接,這樣可以改善設(shè)備的接地性能,提高了雷擊防過電壓和抗干擾的能力。2.2抗電磁干擾2.2.1電纜保護管“四遙”設(shè)備與其它有關(guān)二次屏之間聯(lián)系的全部電纜均要嚴格采用屏蔽電纜。并且保證電纜二次線絕緣良好,防止由于芯線絕緣低而從其他信號引入干擾。另外戶外外露電纜(如刀閘、開關(guān)等機構(gòu)箱電纜)均要通過電纜保護管敷設(shè),同進保護管要用接地圓鋼直接接在地網(wǎng)上。因為當(dāng)電纜附近受到雷擊,會通過分布電容和電感耦合到信號線,在信號線上產(chǎn)生一個很大的脈沖干擾,有時甚至?xí)龎脑O(shè)備,影響人員安全。此外,在機箱或機柜的輸入端子上對地接1個耐高壓小電容,可抑制外部高頻干擾。由于干擾都是通過端子串入地,當(dāng)高頻干擾到達端子時,通過電容對地短路,避免了高頻干擾進入自動化系統(tǒng)內(nèi)部。2.2.2控制電纜的距離控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態(tài)電流的入地點,并盡量減少平行長度。高壓母線往往是強烈的干擾源,因此,增加控制電纜和高壓母線的距離,是減少電磁耦合的有力措施。避雷器和避雷針的接地點、電容式電壓互感器、耦合電容器式高頻暫態(tài)電流的入地點,控制電纜要盡可能離開它們,以便減少感應(yīng)耦合。電流互感器回路的A,B,C相線和中性線應(yīng)在同一根電纜內(nèi),避免出現(xiàn)環(huán)路。另外,電流和電壓互感器的二次交流回路電纜,從高壓設(shè)備引出至監(jiān)控和保護安裝處時,應(yīng)盡量靠近接地體,減少進入這些回路的高頻瞬變漏磁通。2.2.3小絞紐環(huán)中產(chǎn)生不同的磁通變化從轉(zhuǎn)接屏至RTU電纜采用屏蔽雙絞線代替普通屏蔽電纜。用雙絞線代替2根平行導(dǎo)線是抑制磁場干擾的有效辦法。每個小絞紐環(huán)中會通過交變的磁通,而這些變化磁通會在周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢,經(jīng)由電磁通感應(yīng)定律決定。由于相鄰絞紐環(huán)中在同一導(dǎo)體上產(chǎn)生的電動勢方向相反,相互抵消,這對電磁干擾起到較好的抑制作用。2.3光催化作用把輸入信息和輸出信息進行隔離,能夠有效減少干擾。在變電站自動化系統(tǒng)中,主要有模擬量的隔離和開關(guān)量輸入、輸出的隔離。光耦是通常隔離的主要設(shè)備,因此其質(zhì)量直接影響到隔離的效果。光耦可以將輸入信號與系統(tǒng)部分完全隔離,大大減小共模干擾對“四遙”系統(tǒng)造成的影響。如質(zhì)量不過關(guān),就會經(jīng)常誤報警。要求生產(chǎn)廠家,提高產(chǎn)品質(zhì)量,對產(chǎn)品的元器件嚴格把關(guān),特別是元器件的老化篩選,保證其性能的穩(wěn)定性,增強設(shè)備的抗干擾能力。因此,改善元件品質(zhì),特別是光耦元件的質(zhì)量,是提高隔離效果的重要手段。另外,因為干擾源主要是電壓信號,通過提高光隔的工作電源電壓,如將電壓從24V提高到110V或者220V,能得到更好的抗干擾效果。2.4種靈活性保護碼a.對遙控的碼制采用比較好的保護碼,如BCH保護碼等,BCH碼所檢查的碼位不多,編碼效率高,實現(xiàn)電路不復(fù)雜,不僅可以檢查錯誤,而且還可以糾錯,是一種抗干擾能力強、靈活性大的保護碼;b.提高單元碼制的抗干擾能力,為了保證消息傳輸不失真,除采用比較好的保護碼保證較大的碼距外,還必須提高單元碼制在通道中的抗干擾能力。因為,遙控的可靠性比其傳輸速率更為重要,所以應(yīng)采用較慢的傳輸信息。遙控宜采用經(jīng)常不傳輸?shù)漠惒焦ぷ鞣绞?這樣可排除經(jīng)常性的干擾。2.5過濾器的設(shè)置除要求生產(chǎn)廠家提高設(shè)備功能模塊的性能品質(zhì),特別是對元器件的老化篩選嚴格把關(guān),保證其性能穩(wěn)定外,還應(yīng)在雷電等過電壓可能侵入的所有輸入輸出口設(shè)置必要的保護(可設(shè)多級保護),將干擾系統(tǒng)的過電壓抑制在允許范圍內(nèi)。在隔離變壓器前要設(shè)置過電壓保護裝置,安裝避雷器和浪涌抑制器。避雷器可用壓敏避雷器,浪涌抑制器應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)在實際運行中可能遇到的浪涌電壓及電流的最大值來選擇型號并留余量。二次設(shè)備