摘 要：變電站實現(xiàn)綜合自動化改造，可大大提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是電力系統(tǒng)技術(shù)改造的有效手段之一。在變電站綜合自動化改造的改造和建設(shè)過程中，既可采用常規(guī)遠(yuǎn)動的“四遙”方式，也可采用綜合自動化方式，但都會碰到一些現(xiàn)場的實際問題。下面針對我公司在變電站綜合自動化改造過程中遇到的各種實際問題及其解決辦法作一下分析。
關(guān)鍵詞：35KV變電站；綜合自動化改造；問題；分析
0 引言
隨著電力行業(yè)自動化程度的不斷提高，實現(xiàn)變電站的綜合自動化改造已經(jīng)成為降低電力系統(tǒng)運行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，衡量電力系統(tǒng)自動化程度高低的重要標(biāo)尺。但在改造過程中會遇到一些技術(shù)問題，就此作一下分析。
1 遙信信號的誤動與抖動問題
遙信信號直接反映了變電站相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)，是電網(wǎng)調(diào)度中最重要的信號之一，因此，其可靠性、準(zhǔn)確性非常重要。
1.1 遙信誤動和抖動問題產(chǎn)生的原因
（1）輔助接點不對位或接觸不良
開關(guān)位置信號一般直接取自開關(guān)的輔助接點，由于開關(guān)經(jīng)常操作，輔助接點的機(jī)械傳動 部分出現(xiàn)間隙，加上開關(guān)動作時的震動，造成輔助接點不對位或接觸不良，引起遙信誤動或不動；輔助接點表面氧化而接觸不良，在接觸的過程中時通、時斷，引信遙信短時間的抖動。對取自二次回路信號繼電器的遙信，由于一些信號繼電器的性能不穩(wěn)，在直流電源出現(xiàn)波動時工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)電顫，引起遙信信號無規(guī)律的誤動或抖動；信號繼電器觸點不良造成遙信誤動或抖動。由于以上一、二次設(shè)備的問題而引起遙信誤動或抖動，可通過對一次設(shè)備檢修、試驗來發(fā)現(xiàn)解決，而二次設(shè)備的問題比較難發(fā)現(xiàn)，需仔細(xì)檢查、試驗，對于有問題的繼電器要及時檢修或更換。綜合自動化裝置的遙信信號大多是采集裝置HWJ、TWJ，在運行過程中由于裝置自身不穩(wěn)定或裝置電源引起運行變位，也會造成遙信信號誤發(fā)，這需要提高變電站直流電源的精度。
（2）遙信采集裝置自身的問題
遙信信號輸入電路設(shè)計的不合理。遙信接點一般為無源空接點，由采集裝置提供輔助電源（一般為+24V），從遙信接點到采集裝置需要經(jīng)過較長的電纜，長線傳輸會耦合較大的靜電干 擾，這就要求采集裝置改進(jìn)遙信輸入電路，使其具有較強(qiáng)的抗差模干擾和較好的抗工頻干擾 特性，否則遙信會經(jīng)常出現(xiàn)誤或連續(xù)抖動。在遙信采集和處理的軟件上，應(yīng)設(shè)計數(shù)字濾波和軟件去抖功能。
1.2 遙信誤動和抖動問題的改進(jìn)辦法
（1）采用雙位置遙信
一個真正的遙信變位信號，通過兩個遙信信號來綜合判別。如從開關(guān)的輔助裝置上取兩對常開／常閉接點，或一對常開和一對常閉接點，也可以取一對輔助接點，再從間接反映開關(guān)狀態(tài)的設(shè)備（跳、合閘位置繼電器）中取一對接點，這兩個遙信信號通過采集裝置采集，直接傳送到主站系統(tǒng)，由主站系統(tǒng)進(jìn)行邏輯處理，判斷為一個真正的遙信信號時再發(fā)送。此方法能有效地防止遙信抖動，也能在一定程度上防止遙信誤動。但是這種做法帶來了另一些問題， 一是變電站的遙信量增加了一倍，二是現(xiàn)場的工作量和施工難度增加了數(shù)倍，而且增加了采集裝置的采集和處理負(fù)擔(dān)，也增大了主站系統(tǒng)的處理工作量；同時給現(xiàn)場的調(diào)試、實驗和今后的維護(hù)工作帶來了麻煩。對于一些重要或關(guān)鍵的接點可以采用本辦法。
（2）提高遙信輸入電壓
遙信的輔助電源直接取自二次系統(tǒng)的直流電源110V／220，這種方法可以有效地防止靜電干擾 ，但將直流220V通過遙信電纜引入采集裝置，對遙信的采集、調(diào)試和維護(hù)帶來了安全問題，同時由于遙信回路的故障可能會導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生接地等故障，給直流系統(tǒng)帶來了不安全因素。
優(yōu)化采集裝置的遙信采集電路，采用屏蔽電纜傳輸遙信信號，改進(jìn)軟件功能，這種方法最簡單、最方便，可以解決大多數(shù)的遙信抖動問題。對于某些經(jīng)常發(fā)生誤動或抖動的遙信可以采用遙信轉(zhuǎn)換方式或雙位置遙信方式單獨解決。
2 遙信信號的實時性問題
采用遠(yuǎn)動裝置直接采集遙信信號時，其實時性一般都能保障，但采用綜合自動化裝置或通過微機(jī)保護(hù)裝置傳送來的軟遙信，其實時性難以保障。這是由于從遙信采集到最后向主站傳送來的過程中的處理、傳送等環(huán)節(jié)太多，造成遙信延時。這方面目前沒有較好的解決辦法，只好改進(jìn)綜合自動化系統(tǒng)的采集、處理和傳送的硬件和軟件及內(nèi)部的通訊方式。微機(jī)保護(hù)的遙信信號以空接點的形式提供，當(dāng)無法提供空接點時，可提高通訊速率或可用多個通訊口來與保護(hù)單元通訊，這樣可緩解一個通訊與太多保護(hù)單元通訊時的等等延時問題。
3 遙控動作時誤發(fā)“控制回路斷線”遙信問題
為了判斷開關(guān)操作回路是否斷線，常用將TWJ（跳閘位置繼電器）和HWJ（合閘位置繼電器）的一組常閉接點相串聯(lián)作為遙信的方法判別，但由于兩只繼電器的動作時間難以保持一致，造成在遙控操作瞬間誤發(fā)“控制回路斷線”信號。這種現(xiàn)象在常規(guī)變電站也存在，但表現(xiàn)只是“ 控制回路斷線”光字牌閃一下而以，然而在變電站無人值班后，誤發(fā)的信號卻被記錄下來并告警。對這種情況，生產(chǎn)廠家可采用軟件判別的方法，對僅存在幾到幾十毫秒的“控制回路斷線”信號忽略便可，對用戶可使用帶延時的繼電器的方法。
4 遙控功能的可靠性問題
遙控是無人值班變電站的遠(yuǎn)方操作手段，對其可靠性和準(zhǔn)確性都有較高的要求。對于場站端設(shè)備來說，要求該設(shè)備的遙控功能具備保護(hù)和閉鎖機(jī)制，如系統(tǒng)上電、掉電和自恢復(fù)時的保護(hù)閉鎖功能，該功能需要在軟件和硬件上同時實現(xiàn)；遙控操作時的順序保護(hù)，當(dāng)遙控命令不是按“對象—性質(zhì)—執(zhí)行”的順序來時，遙控操作應(yīng)保護(hù)閉鎖；遙控操作的數(shù)量保護(hù)，要求每次只能進(jìn)行一個對象的遙控操作，不能同時進(jìn)行幾個操作，當(dāng)遙控執(zhí)行裝置出現(xiàn)短路時，有可能對一個對象的操作而引起短路的幾個對象同時動作。
不同變電站的二次回路設(shè)計不同，這就要求遙控裝置提供多對輸出接點以適應(yīng)不同的二次回 路。一般遙控裝置應(yīng)提供：合、分接點，重合放電接點，事故總信號自動投、切點，重合閘閉鎖接點等。
遙控輸出接點一般直接接入二次回路，這就要求繼電器分接點的容量應(yīng)能滿足二次回路的要求，合、分執(zhí)行繼電器的觸點容量為：DC220V／5A，以確保工作時滅弧能力，其余執(zhí)行繼電器的觸點所接的回路的工作電流很小，對其觸點接的回路的工作電流很小，對其觸點容量的要求可以降低。要注意的是，如果用遙控執(zhí)行繼電器去分合較大的電感負(fù)載，就要加帶滅弧能力的直流接觸器。例如在老變電站無人值班改造中的信號總復(fù)歸繼電器，如信號繼電器仍使用原來的電磁型的，對一個普通110kV變電站將有數(shù)只信號繼電器，此時分合電流將達(dá)7A左右且是感性負(fù)載，一般繼電器是難以勝任的。處理辦法是采用接觸器或?qū)⑿盘柪^電器換成復(fù)歸電流極小的集成電路信號繼電器。
由于操作可分為遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)貎煞N方式，故兩種操作應(yīng)互為閉鎖。如果某單位自動化（遠(yuǎn)動）和繼電保護(hù)在管理模式上不在一個部門，為了維護(hù)和事故分析的方便，遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)厍袚Q開關(guān)應(yīng)使遠(yuǎn)方操作和當(dāng)?shù)夭僮飨嗷オ毩�，不�?yīng)有電聯(lián)系。
5 遙測精度問題
遠(yuǎn)動使用的遙測數(shù)據(jù)要直接接入變電站的測量回路的，不應(yīng)從保護(hù)用的測量回路接入。對于傳統(tǒng)的直流采樣方式，影響遙測數(shù)據(jù)精度的主要因素有：
�。�1）變送器的零漂和線性誤差直接影響了遙測采集的精度。需要定時校驗變送器裝置的線性和誤差。
（2）遙測采集裝置的自身誤差，零漂、A／D的誤差、輸入回路的硬件誤差等，需要采用自校準(zhǔn)、自補償技術(shù)來實時調(diào)整。
（3）A／D轉(zhuǎn)換器兩邊電源應(yīng)隔離，可采作DC-DC電源模塊來進(jìn)行模擬輸入回路與數(shù)字量輸出回路的電源隔離（不共地），以減小相互的影響。
對于采用交流采樣方式的站端設(shè)備，RTU生產(chǎn)廠應(yīng)確保采樣算法的正確性、先進(jìn)性和穩(wěn)定性 。采樣裝置硬件自身的不一致性應(yīng)通過校準(zhǔn)，來補償其硬件誤差。
6 脈沖電度量的采集問題
脈沖電度量的來源一般為電量變送器或脈沖電度表。由于脈沖電量采集是累計電量脈沖的個數(shù)，這樣要求脈沖采集裝置要有較強(qiáng)的抗干擾性，一般要求脈沖的寬度要足夠?qū)�，脈沖幅值應(yīng)大些，同時采集裝置要有較好的數(shù)字濾波和抗干擾處理。
電量采集是連續(xù)方式，這要求采集裝置應(yīng)有后備電源支持，在系統(tǒng)失電后，電量采集模塊應(yīng)能繼續(xù)采集。對于改造的脈沖表或電量變差器建議自帶輔助電源，不需要外界再提供電源，以免因電源故障引起累計誤差。
7 SOE問題
SOE事項順序記錄，是提高處理電網(wǎng)事故的應(yīng)變能力和提供準(zhǔn)確分析事故的重要手段。由于SOE分辨率較高，系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘是SOE正確運行的前提之一。目前一般采用的是由主站系統(tǒng)向各個分站校時，但由于通道不同，設(shè)備不同，造成SOE的時鐘并不統(tǒng)一。解決這一問題的最可造的辦法是，所有站端設(shè)備統(tǒng)一配備GPS時鐘，但這樣的投資較大，因此，一般要求站端裝置改進(jìn)自身的校時處理方式，接受下發(fā)的校時時鐘和時鐘修正偏差值，并返送自身的時間值等，盡量減小系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘的偏差。
SOE由遠(yuǎn)動裝置或綜合自動化裝置產(chǎn)生，并實時傳送給主站系統(tǒng)，但如果由于通道的故障而造成主站未能接受到，這就要求站端設(shè)備能保存若干條SOE記錄。
8 與微機(jī)保護(hù)及其它智能裝置的通訊接口
RTU和另一些變電站智能裝置（小電流接地檢測裝置，故障錄波裝置）一般都提供標(biāo)準(zhǔn)的串行口RS-232／422／485；遠(yuǎn)動裝置一般提供多個標(biāo)準(zhǔn)串行口，可以與其直接接口。根據(jù)幾種接口的電氣特點，其接口的拓?fù)湫问街幸允屈c對點，或總線式，這種接口的通訊方式為主、從方式，由主機(jī)循環(huán)問各個節(jié)點，各節(jié)點只有在被問到時才能響應(yīng)。這種方式接口簡單，易于聯(lián)接，只要協(xié)調(diào)好通訊規(guī)約后就可以直接通訊。但這種方式節(jié)點越多，各節(jié)點等待通訊的時間越長，通訊實時性越低，這樣有些需及時傳送的信息（保護(hù)動作信號，裝置故障信號等）的實時性就下降。
近年來，隨著局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用到了廠站端設(shè)備中，這使設(shè)備之間的通信有了較大的進(jìn)步。但網(wǎng)絡(luò)通訊的多校性和復(fù)雜性使得不同廠家的設(shè)備很難聯(lián)接，所以有采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式時，應(yīng)做好各設(shè)備及廠家之間的協(xié)調(diào)工作。
9 通道的防雷問題
為確保RTU和主站的安全，RTU和主站端都應(yīng)有良了的接地，以防止雷電和操作引起的過電壓造成設(shè)備的損害。這對采用音頻電纜作為通道的情況影響最大，因為此時RTU和主站間有直接電聯(lián)系。對這種情況，最好能在音頻電纜兩端加音頻隔離變壓器。
10 結(jié)束語
以上是結(jié)合我公司在對11個35KV變電站進(jìn)行改造過程中遇到的實際問題和解決方法所做的分析。這樣將大大提高無人值守變電站的可靠性與穩(wěn)定性，為公司下一步實現(xiàn)無人職守提供了可靠的技術(shù)保證。
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