基于OPEN3000的遥信误动误报分析处理系统

丁田隆，莫建国，郑瑜

(宁波电业局，浙江 宁波 315010)

基于OPEN3000的遥信误动误报分析处理系统

丁田隆，莫建国，郑瑜

(宁波电业局，浙江 宁波 315010)

遥信误动、误报是电力调度自动化系统中常见的问题，严重影响调度员对电网的监控及事故处理。深入分析了产生遥信误动、误报的原因，利用软件去抖原理，在OPEN3000系统中加入遥信误报处理系统模块。通过试运行，去抖效果明显、可靠。

OPEN3000;电力调度自动化;遥信误报

1 引言

遥信信号是电力调度自动化系统的重要信号，其信息量约占调度自动化系统信息采集量的70%以上［1］。遥信信号直接反映电网运行状态以及变电站相关设备的运行情况。随着变电站无人值班工作的深入和推进，遥信信号是否正确、可靠将直接关系到电网的安全运行。其误报不仅会覆盖其他有用的信号，对调控员正常监控造成干扰，降低调控员的警惕性，还会影响事故判断分析和电网事故的正确处理。因此，减少电网遥信的误报、误动，增强遥信信息的可靠性对于电网的安全稳定运行和电网事故分析处理有重大的意义［2，3］。

本文深入分析了产生遥信误动、误报的原因，介绍了常用的几种软硬件改善遥信信号质量的方式，对其优劣性进行分析。此外，详细阐述了软件去抖原理，并在OPEN3000系统基础上，利用软件去抖原理，提出了遥信误报处理系统。

2 遥信信号误报原因分析

遥信信号状态采集的数据主要包括:断路器状态、隔离开关运行状态、位置信号、手车位置信号、接地闸刀位置信号、同期检测状态、锁定状态、各类自动装置运行告警信号、保护动作信号、主变分接头位置信号等。根据国际电工委员会(IEC)规定:这些遥信量都是二元状态量，”1”表示闭合，”0”表示断开。

这些遥信信号绝大多数是通过开关、刀闸的辅助触点和信号继电器的触点来获取，并通过现场远动终端(RTU)传输至调度主站端OPEN3000系统。而遥信信号误发原因主要有:触点抖动或者接触不良、传输通道问题、强电磁干扰及其他原因［4，5］。

2.1 触点抖动

开关、刀闸位置的遥信信号通常来自于辅助接点的通断。由于开关、刀闸长时间的操作将会引起辅助接点动作部分出现裂痕和间隙。在操作过程中的震动，会引起开关、刀闸辅助接点物理接触不紧和不对位，进而导致遥信信号误动或者拒动。此外，由于氧化或污垢等原因引起在闭合过程中的时断时续，进而造成遥信信号的抖动。

信号继电器的直流电源出现波动或者遥信采集回路中的遥信电源不稳定，也会引起触点抖动，造成遥信的误报［6，7］。

2.2 传输通道问题

遥信信号被采集并通过远动传输通道到达主站端，经过解码后变成相应的信号显示在OPEN3000上。其中，远动传输通道的质量好坏，直接影响遥信误动。尤其是在一些天气较为恶劣的季节，故障频发，遥信量大，有些信号可能因为无法及时显示而被滤掉。还有就是通道误码率较高，使得前置机收到的报文发生变化［8］。

2.3 强电磁干扰

遥信信号的辅助接点回路工作电压一般为直流24V，属于弱电信号。而该回路处于变电站的高压环境中，根据麦克斯韦定理可知，交变电场会产生变化的磁场，进而产生电场，对弱电信号会有较大影响，造成遥信误报［9］。

表1给出了宁波地区遥信误发原因的统计表。

表1 遥信误发原因统计表

由上表统计可发现，引起遥信误发的原因是多方面的，但接点抖动和接触不良是最主要原因。

3 遥信误报常用解决措施

3.1 双触点采集

为了减少遥信误报的几率，可以通过同一个对象的遥信信号来判别。可以从跳闸回路和合闸回路各取一个常开接点(HWJ)和常闭接点(TWJ)，或者取开关、闸刀的辅助装置上的一对常开、常闭接点。两个接点通过数字逻辑芯片电路进行一定的“与”、“非”运算，处理后的结果输入至RTU中。其逻辑原理图如下［10］:

双触点采集方式能有效减少遥信误发和抖动的概率，但其采集量增加一倍，将会加重调度系统自动化系统处理和现场处理的工作量，同时也会加重后期维护的负担，因此一般只在主要或关键的接点位置采用，并不适合普遍推广。

图1 双触点与非逻辑电路图

3.2 隔离

遥信状态量信号来自辅助接点，而这些辅助接点多为空接点，且与远动装置距离较远。由于站内干扰的影响，遥信信号远距离传输就会出现误码。为提高遥信传输距离，遥信回路通常施加24V、48V、220V直流电压，但仍不能很好的解决误码问题。所以还需对信号采取隔离措施，常用的隔离手段有 :光电耦合隔离，继电器隔离，工艺隔离。目前，大部分厂站均有较好的隔离。

3.3 接地

绝大部分电磁干扰问题均产生于布线和接地不当，合理的布局和规范的接地能大大提高抗扰度，同时能减少干扰发射，因此，要有效的解决电磁干扰问题，必须保证现场设备按工程技术手册中的要求规范接地。

3.4 提高遥信采集回路电压

为提高遥信采集回路的抗干扰能力，将遥信采集回路的辅助电源由早期 RTU常用的24 V提高到220V，电源直接取自所内直流屏。由于变电站二次回路中电磁场的干扰电平一般都在180V以下，通过提高遥信取样回路电压，可有效地抗拒各种干扰，提高遥信信号的准确性。

4 基于OPEN3000的遥信误报处理系统

4.1 OPEN3000介绍

OPEN-3000系统是采用当前最新计算机技术和电力系统新标准，与各级各类调度，特别是网、省调以及地调密切配合开发研制的新一代EMS系统。

OPEN-3000系统的设计遵循IEC 61970等国际标准，统一支持调度中心的各种应用，可以在支撑平台之上构架各种应用从而构成不同的应用系统。如在平台上构架SCADA、AGC、PAS、DTS等应用组成一个网省级的EMS系统等。

4.2 基于OPEN3000的遥信误报处理原理

4.2.1 遥信误报系统硬件框架

遥信误报系统是基于OPEN3000系统的SCADA应用服务上新建一个子模块，其硬件结构如图2所示。

图2 遥信误报处理系统硬件图

其主要功能有:

(1)显示功能:能在OPEN 3000的告警窗口显示真实开关变位信息。

(2)语音提示功能:当有开关变位信息时，能及时进行语音提示。

(3)打印机功能:设置与打印机的连接接口，方便随时打印相关结果。

(4)查询功能:将相关变位信息按照时间顺序储存，便于调度员查询。

4.2.2 遥信误报软件去抖原理

软件去抖法主要是仿真电容充、放电电压随时间变化的过程是一个指数函数，电压不会突变的原理［4，5］。图3给出了一介电路电容充放电的电路图。其中U1是电压源;R1是电压源内阻;Rf是放电回路电阻，C是放电回路电容。

图3 一介电容充放电原理图

若开关K切换到“1”，表示该电路为充电状态，即电压源U1对电容C进行充电。此时，电容两端电压为:

若开关K切换到“0”，则表示该电路为放电状态，

由式(1)、式(2)可得:电容两端电压与时间T呈一介指数关系，充放电的快慢取决于1/R1C、1/RfC。

而在调度自动化系统中，遥信的“分”与“合”就相当于图1中的放电电路和充电电路。具体实现过程如下:

对于遥信状态中的“合”与“分”，对应于图1中的电路，其电容器两端电压分别为U和0。当遥信状态变为“分”时，电容电压将从初始值U变为0;而遥信状态变为“合”时，电容电压将从0变为U。

遥信信号为“分”:电容两端电压从U下降到0.05U，且这个过程的时间不小于T1。其中

遥信信号为“合”:电容两端电压从0上升到0.95U，且这个过程的时间不小于T2。其中

假设开关的遥信状态从“分”到“合”，其在变化过程中出现抖动，其抖动过程为“分－合－分－合”，每个遥信状态变化过程持续的时间分别为t1，t2，t3。

在第一个抖动过程中，即“分－合”，由于t1小于T2，所以电容两端电压不会上升到0.95U，所以此时的状态还是“分”。

在第二个抖动过程中，即“合－分”，此时，由于t2小于T1，不符合分变化，所以遥信状态依然是“分”。

第三个抖动，遥信状态由“分－合”，由于抖动结束，t3远大于T2，且电容电压也大于0.95U，故遥信信号最后的状态为“合”。

经过该模块的处理，遥信抖动现象将会大幅度减少，起到有效的作用。

4.2.3 遥信误报处理流程

遥信误报处理系统处理流程如图4所示。

图4 遥信误报处理系统流程图

(1)中断处理方式接收开关变位信号，能确保操作时正确接收开关动作信息，保证多个开关同时动作时不丢失。

(2)缓存区可以储存同时发生的多个事件，保证开关变化信号得到及时正确处理。

(3)当有开关变位信号时，若为合变化，则先判断是否伴有重合闸信号，若有，则做重合闸动作处理。若没有，则按开关变位信号误报系统处理方式处理。若为“分”信号，则直接按遥信误报系统处理。

(4)支持打印和信息查询功能。

5 运行情况分析

从2012年10月在OPEN3000中加入遥信误报处理系统模块后，效果明显，得到电网调度员的一致好评。表2为一周内去抖运行统计。

表2 去抖运行统计

从以上一周运行去抖统计情况可以看出，遥信误报处理系统模块的效果可靠，能对实际开关变位等正确发出语音告警，有利于调度员及时掌握电网操作情况，及时正确处理电网事故。

5 结论

本文针对遥信误报误动的情况，在OPEN3000系统中，利用软件去抖原理，设计添加了遥信误报处理系统模块，并对该添加该模块后电网的去抖运行情况进行了统计。统计结果表明，遥信误报处理系统能够有效地对开关等遥信信号的不正常抖动进行过滤，反映遥信真实动作情况，并正确地发出语音告警。该模块使用效果明显、可靠，有利于调度员及时掌握电网操作情况，和及时有效的处理电网事故。

［1］ 柳永智，刘小川．电力系统远动［M］．北京:中国电力出版社，2003．

［2］ 王士政．电网调度自动化与配网自动化技术［M］．北京:中国水利水电出社，2003．

［3］ 李孝杰，向伟．张家界局遥信误动处理分析［J］．电力科学与技术学报，2007，22(4):91 －94．

［4］ 曹艳．遥信信号误报的分析与处理［J］．技术与应用，2012，3:74－76．

［5］ 吴毅，杨祖德，孔志敏，等．电网调度自动化系统遥信误动误报的

一种解决方案．Automation of Electric Power Systems［J］．1996，20，(12):57－59．

［6］ 阎志刚．远动遥信信号误报原因分析及应对措施［J］．内蒙古电力技术，2006，24(4):25 －26．

［7］ 李书军．浅谈常规变电所改造中的遥调改造［J］．农村电气化，1993(3):22．

［8］ 刘建明．遥信误发问题及其解决方法的探讨［J］．电力自动化设备，1999(4):46－47．

［9］ 李建钊．遥信误发误报及其解决方法的探讨［J］．广西电力技术，2000，32(3):54 －56．

［10］ 张宁芳，雷健俊．遥信功能在电力负荷控制系统中应用［J］．电力技术，2006(4):87－89．

Analysis and Process System of Remote Signalling M alfunction and M isstatement Based on OPEN3000

DING Tian-Long，MO Jian-Guo，ZHENG Yu
(Ningbo Power Administration，Ningbo 315010，China)

Remote signalling mulfunction and misstatement are common problems of a power dispatching automation system，which seriously effects the dispatcher to control power network and dealwith fault．The paper analyzes the reasons of remote signalling mulfunction and misstatement．Use software non-vibrating principle，put the remote signalling misstatement process system module into OPEN 3000 system．The vibrating effecl is clear and reliable in test run．

open3000;power dispatching automation;remote signallingmisstatement

TM73

B

1004－289X(2013)03－0043－04

2013－04－01