变电站综合自动化监控系统干扰问题的分析及解决措施

2009-06-08蔡文杰邸春禹

中国高新技术企业 2009年9期

蔡文杰　邸春禹

摘要：文章分析了110KV、35KV、6KV变电站综合自动化监控系统的干扰来源、传播途径以及造成的后果，并对干扰问题提出解决措施，以提高监控系统的抗干扰能力，这对于变电站综合自动化系统的健康发展具有重要的意义。

关键词：变电站综合自动化系统；监控系统；电磁干扰

中图分类号：TM762文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）09-0045-02

变电站综合自动化系统是自动化技术、计算机技术和通信技术等技术在变电站领域的综合应用。近年来，随着电力系统的扩大，变电站综合自动化技术也得到了迅速的发展。但是，由于变电站综合自动化系统为低电平的弱电系统，而110KV、35KV、6KV变电站环境是电磁干扰非常严重的强电场所，电磁环境非常恶劣，极易对综自设备造成干扰使之不能正常工作，这给电力系统的稳定运行造成严重的后果。

一、变电站综合自动化设备的干扰源

1．高压断路器操作。供电系统为110KV、35KV、6KV的变电站，所带设备多为高感抗性电动机负载，在高压断路器操作分合闸时，会产生电弧，电弧的熄灭和燃烧会导致高频振荡。振荡通过CT、PT直接耦合到二次设备上。同时，高频率的电磁振荡会产生电磁波，向周围发射高频电磁场。

2．载流导线。高压变电站中的载流导线中通过大电流时，在导线周围产生强电磁场，当综自设备的通信电缆与之同槽盒敷设或者分槽盒敷设但距离很近时，这种大电流产生的电磁辐射将对弱电通信信号产生影响。

3．对讲机。由于电力运行倒闸操作的需要，厂内经常使用对讲机。其工作频率为高频，相当于高频辐射源。在使用过程中，产生的高频电磁场也会对综自设备造成影响。

4．静电。在设备接地不良好的情况下，身体带静电的操作人员接触综自设备，或者在其附近与相邻物体间放电，都会引起静电干扰。静电放电可能引起测量和控制系统失灵，也可能使计算机程序出错或者丢失数据，情况严重时击穿电路芯片，损坏设备。

二、电磁干扰对变电站综合自动化系统的影响及其后果

1．综自设备处理的信号电平仅为毫伏级，它们对电磁干扰极为敏感。断路器分合闸、大载流体产生的高频、工频电磁场会对信号电平产生叠加或削减，导致综自系统传输数据误码率增加，造成监控信息错误，通信中断，严重时误发信号，使一次设备误动作，造成巨大损失。

2．对综自系统中微机存储的数据造成影响。根据平时的工作经验，并通过与服务器厂家技术人员的交流，我们发现，微机长时间处于电磁干扰环境中，硬盘中的数据在读写时发生错误的几率将增加，这除了会造成监控数据错误外，最直接的影响就是破坏系统软件和应用软件，积累到一定程度，将导致微机软件系统出错甚至崩溃。

3．静电干扰会损坏绝缘、击穿设备电子元器件，对硬件设备产生永久性破坏，导致系统不能工作。

三、变电站综合自动化系统应采取的抗电磁干扰措施

1．隔离。综自系统采集的电量均来源于CT、PT，它们的一侧处于强电回路中，受电磁干扰较重，因此应该在CT、PT与自动化采集装置之间装设隔离变压器。通过隔离变压器来消除强电回路中的电磁干扰。同时，隔离变压器的屏蔽层必须可靠接地这样才能对电场进行有效地屏蔽，防止高频信号经分布电容侵入综自系统。

2．合理布线。综自系统布线时，要尽量减少线路互感耦合，避免电磁干扰经互感耦合进入综自系统。控制和通信电缆尽可能远离高压设备、电力电缆，尽量加大与之的距离，同时，减少与之强电线路的平行敷设长度。如果无法远离，也可采用十字交叉型敷设，以降低互感耦合强度。在避雷器、电力变压器中性点的接地点，控制和通信电缆也应尽可能远离。

3．可靠接地。综自系统必须合理可靠接地。各个设备应选用同一接地点，保证处于等电位状态，同时接地阻抗应尽量降低。对于与强电线路并行敷设长度较长的线路，可以采用多点同时接地的方法，以消除线路上的电磁干扰。对于综自设备，电源地线必须可靠接地，对重要设备和金属外壳设备，其外壳也必须再次可靠接地，以防止产生静电。

4．设备电源。综自系统设备的电源电路是电磁干扰容易侵入的通道，除直接影响电源电压稳定输出外，还通过输出电压侵入到设备内部，对半导体芯片、电子元器件造成击穿，损害设备。针对这种情况，我们采取UPS电源供电方式。选用大功率高稳定性的UPS电源为综自系统供电，将综自设备与强电回路彻底隔离，保证输出电压的质量，从而有效抑制电网对综自系统的干扰。

四、实施效果

通过对变电站综合自动化系统实施上述各项技术措施，电磁干扰现象明显减弱，设备抗干扰能力提高，监控“三遥”信息正确率100%，采集数据误码率0，设备运行无故障率99%，各项指标均达到国家标准要求。