调度自动化系统运行分析及对策

2013-03-25宋明刚潘鹏飞徐福彬

东北电力技术 2013年1期

宋明刚，潘鹏飞，徐福彬

(大连供电公司，辽宁大连 116001)

调度自动化系统的运行涉及到供电系统、空气调节及防雷等内容，在《电网调度自动化与信息化技术标准》中的GB 50174—93和条文说明都提出了运行规范和原则，使运行工作有章可循，但条文没有规定具体细则要求，在实施过程中暴露出诸多问题。因此，通过总结主站新建和改造经验，针对调度自动化系统主站运行的核心问题，提出了若干实施建议。

1 供电系统

供电系统是保障主站设备可靠运行的基础。试验证明，在供电出现过渡状态时，将影响计算机的稳定运行。当供电中断1～2 ms，会引起存储信息变化及非程序跳动;当出现电压扰动时，将引起打印输出错误和磁盘读取不正确输入;当出现电压扰动维持较长时间，计算机或某个子程序会完全死机。

1.1 UPS的设置与选用

为提高供电质量，UPS在调度自动化系统中得到广泛的应用，UPS作为安全、纯净和稳定的电源，不受任何因素的干扰而随意改变或中断，并有稳定的电压和频率输出给负载。因大中型主站(省调、地调主站)供电运行中，通常考虑2台UPS并联或主串联运行，输入市电应取自不同的交流母线，输入直流则取自2套独立的蓄电池组，以保证在1台UPS故障或输入电源完全中断的情况下正常供电。在小型主站 (县调、集控站)供电运行中，通常只有1台UPS，但应具备旁路供电功能［1］。如果没有考虑旁路，在不间断电源装置需要进行故障处理或返回厂家维修时，必须给主站设备提供临时电源，这样就会长时间中断供电，且倒换市电过程费时、费力、易出错容易造成系统全停事故。因此，旁路供电在单独的UPS运行中，可有效提高供电可靠性。UPS在运行中会产生大量热量，因此，要有良好的散热环境，如果供电系统由多台UPS构成，可以考虑选用上方带排风扇，前、后、左、右无通风孔的屏体，屏位可以紧密排放在一起，既节省空间又不会影响通风散热，但UPS上方要预留一些散热空间。

UPS的容量选择是指不间断电源在允许范围内的超载能力，可以保证所带负载正常工作和启动能力。不间断电源的输出功率可用有功功率表示，也可用视在功率表示。

P=S cosφ

式中 P——有功功率;

S——视在功率;

cosφ——功率因数。

大多数的UPS功率因数为0.75～0.8［2］，则P=0.8S。因此，1 kVA的UPS其最大输出有功功率是0.8 kW，但个别负载的启动电流很大，如打印机的启动功率是其额定功率的3～5倍。因此，在UPS的容量匹配上则不能按P=0.8S计算。

1.2 供电电源布线

调度自动化系统主站电缆类型很多，有UPS电源线、市电电源线、2M同轴、光纤、网线、信号延长线、音频模拟四线等。在电缆敷设时要按功能模块组屏，达到维护界限清晰，减少跨屏连接电缆，同时尽量美观。电源电缆的敷设要避免强电电缆和弱电电缆的交叉和长距离并排布线，严禁各类线缆之间发生缠绕。强电电缆对弱电电缆会产生电磁干扰，通过感应、传导和辐射等途径引入到元器件上，当干扰水平超过装置逻辑元件和逻辑回路的干扰水平时，将引起装置逻辑回路不正常工作，在主站产生大量垃圾信息。因此，在具备条件的情况下，可以在静电地板下安装电缆槽架，强电、弱电电缆分槽走线，分别从左、右两个方向进入主站机房，在屏体前后位置进入屏内 (如图1所示)。这样可以有效防止电磁干扰，而且电缆走向清晰，利于维护。

图1 强电、弱电电缆走向

2 空气调节

调节自动化系统主站的空气调节主要针对温度、湿度和洁净度，洁净度包括新风和防尘两方面。试验证明，18～26℃是计算机等电子设备的最佳环境温度，如果增加10℃，半导体元件的可靠性将降低25%［3］，环境温度过高将影响电子设备自身热量的散发，导致死机和芯片烧毁［4］;如果环境温度过低，计算机会出现软盘、磁盘读写信号减弱，运行出错。环境湿度在40%～65%为宜，湿度过高会引起电子设备元件锈蚀，降低使用寿命，严重的将造成短路;湿度过低容易产生静电，静电放电体在接触电子设备时对其放电，使逻辑元件和射线管产生错误信息，导致操作和图像出现紊乱，严重时会使电子设备瘫痪无法再次启动运行。灰尘将造成软盘在读写过程中划伤，还会造成电路板短路或电子设备漏电，缩短设备的使用寿命。

在空调系统的运行和选择上应根据主站的空间布局选择空调的机型、规格和台数，充分考虑其房间温度、湿度、设备发热量、设备布置密度、风量和风阻等。空调系统在保证热负荷和冷负荷最大计算值的前提下应备有一定的冗余。应尽量避免选用普通空调，普通空调运行主要考虑的是人体在固定空间内的舒适度，而不是针对电子设备的运行环境，普通空调还存在风量小、风速低无法形成整体气流循环，无法达到除尘的要求。因此，应用在调度自动化系统主站的空调应是恒温、恒湿的专用空调机组。如果设备密度大，设备发热量大，为了加快机柜内的空气流速，使电子设备在标准的空气指标下运行，送风口应运行在静电地板的下方，采用下送上回的方式。送风口可设计成格栅风口、条形风口或带有条形风口的活动地板和孔板等，回风口可设计为格栅风口、百叶风口、网板风口等，这样可提高机柜内设备散热效应，降低空调系统消耗。采用下送上回方式，出口风速不应大于3 m/s，送风气流不应直对工作人员。

3 防雷系统

雷电从形式上大致可分为直击雷、感应雷。感应雷没有直击雷猛烈，是通过静电感应和电磁感应产生作用，可在较大范围内多个小局部同时发生雷灾。感应雷发生的概率多于直击雷，尤其是计算机网络、通信系统等，常因动力电缆和通信电缆引入感应过电压或过流而损坏，对这类设备，感应雷的危害往往大于直击雷。据统计，微电子设备遭受雷击损坏80%以上是由感应雷引起的。

要有效防止雷害，就要在雷电的引入线 (如动力电缆和通信电缆)做好防雷，合理地运行防雷装置，并遵循层层防护、层层衰减的原则。在动力电缆防雷运行中，应在供电系统的建造物进线入口，安装防雷装置作为第一级防护;在UPS的电源入口处和市电交流入口处，安装防雷装置作为第二级防护;在机柜电源的引入口，安装防雷装置作为第三级防护。通信通道的防雷装置，应安装在DTF接线架和音频电缆的接线端子上。防雷措施在实施中应考虑实用性和经济性。

机房所在的楼宇电源要保证接地［5］，将交流工作地、安全保护地和防雷接地共用一点接地，接地电阻不宜大于3Ω。为避免对计算机系统的电磁干扰，宜采用将多种接地线分别接到接地母线上，由接地母线采用一根接地线单点与接地体连接，计算机设备至接地母线的连接导线应采用编织铜网，且应尽量缩短连接距离，并采取格栅等措施，尽量使各接地点处于同一等电位上。为使静电地板达到理想的使用效果，应将支持地板的金属脚架进行逐一焊接接地。这样，就能将感应雷害进行有效隔离、衰减和释放入地，从而保证了电子设备的稳定运行。