远动遥信信号误报原因分析及应对措施

周伟文

(深圳供电局有限公司，广东深圳518000)

1 110 kV 线路开关遥信误报事件

某地调调度自动化系统SCADA 采用单点遥信状态量方式显示开关位置，某日该调度SCADA 系统不断发出110 kV 某变电站110 kV 某线路开关变位告警，经现场检查开关实际位置，确认为合闸状态，检查远动RTU 装置及接线未发现异常，再检查远动遥信转接屏内，该故障线路接线均正常，然后再使用万用表检查该线路遥信信号电平，发现电平不断波动，晃动不定(即DC 0V 变为DC 48V，然后 DC48V 变为 DC 0V)，同时发现后台监控系统亦有与调度SCADA 系统同样情况出现，远动遥信信号误报现象明显。

2 遥信信号误报的原因分析

通常情况下，数字量和状态量共同组成遥信信号，这其中，数字量主要是指在变电站内，由计算机构成，自动装备或者与保护相关的信息;状态量主要是指主变分接头位置、断路器状态、同期检查状态、隔离开关状态以及运行告警信号、继电保护信号等。遥信量的主要来源-开关辅助节点，通过元件抖动或传输对遥信量采集过程的影响，误报现象时有发生。

2.1 触点抖动

触点的抖动主要是因为在信号传送过程中辅助接点的抖动不到位，常常发生在开关等设备的就地接点和远方、10 kV 和35 kV 的断路器和小车隔离开关的接点处。当在恶劣电磁干扰环境下的变电站现场断路器或者隔离开关的辅助触点，断路器的辅助触点就会因为断路器或者隔离开关的变动而发生抖动，这对分分合闸位置判断造成一定的影响，引起误报信号。

2.2 强电磁干扰

直流24 V 一般是遥信信号采集回路通用的工作电压，这表明该阶段的遥信信号为弱点信号，电压无法满足要求。但是对于回路的采集是发生在高压环境中的，以麦克斯韦电磁原理为基准，磁场中可以产生变化的交流电场，变化的磁场也会产生变化的电场。变电站里，电磁波比较强烈，弱点信号，信号误报也由此产生。

2.3 传输通道

远动遥信信号之所以会造成外部环境通道的干扰主要是由于信号的传输主要是经过沟道铺设的电缆线路。再经过数据打包的变电站信息和数据以编制的16 进制码源对应后，穿过远动通道至调度主站，经过解码，标称系统需要和识别的数据信息。在这个过程中，若通信通道的误码率很高，就会直接造成遥信的变位，信息也无法顺利传输到调度主站，进而产生信息误报。

2.4 信息量的采集问题

一般情况下，远动遥信信号的采集只局限于站内的开关位置，整个遥信信号量大概在100 多个左右，自动化变电站中至少需要几千条的信号，如此庞大的数据信息量，必然会增加信息误报的概率［1］。

2.5 接口问题

不同厂家的微机保护装置在和计算机监控系统之间进行通信中，很多采用了接口单元或通信管理机。而在实际的应用中，比如四方的CSM300E 单元，接口太多，串口的扩展也多，运行中时常也出现错误。所以，不同厂家的系统有可能在信息翻译中会出现数据差异，致使信息误报。

3 远动遥信信号误报应对措施

3.1 采用双触点的采集

采用双触点采集的方法，判别方法为两个遥信信号，可以有效降低遥信误报的概率。根据双触点的工作原理，把遥信信号接入到一对继电器的常开闭触点上，定义端外数字逻辑芯片电路的运算是“与”和“非”，然后再处理输入信号。在开关辅助装置上取常闭接点或者是常开的接点1.2 两对，通过采集装置对遥信信号进行采集并传到主站系统，系统对信号进行逻辑处理之后产生最终的遥信信号。这样的方法虽然能够有效地降低遥信误报的概率，但是，随着遥信信号的增加，使得现场工作量的处理量随之增加，在这样的情况下，就需要在一些关键点上采用双触点的方式进行信号处理。

3.2 滤波消抖电路和电隔离技术

外部节点接通后电流通过发光二极管回路，导通光敏的三级管导通，断开时截止了光敏三极管。外部触点的状态可以通过三极管的导通和截止来反映，这样可以有效地削弱干扰。

图1 消抖电路图

串联两个常用的触点，触点信号经过遥信采集装置的采集之后，“与”的运算在逻辑数字芯片中得以实现，并将输出信号当做RTU 的输入信号。接下来并联两个常闭触点，再用采集装置采集这两点的信号，计算“或非”的运算，输入信号可以用输出信号来替代。这样的一来一回，一开一闭，可以证明两对触点正常同时的动作时才会发出遥信信号，较小的改动二次回路实现良好的操作性。

3.3 改变电压

将通用的工作电压 DC 24V 提升为 DC 48V(DC48V 是RTU 变电站的远动遥信信号电源，DC 110V 是综自变电站的遥信信号电源)，提高抗干扰性主要是通过遥信电源的电压来提高。运行状态的反应主要是通过施工设计中的双位置触点来反映，只要有一个常开常闭触电出故障，即会报出无效。

3.4 工艺隔离

工艺上增强隔离强电磁干扰能力的主要措施是选取对胶芯线和屏蔽线电缆材料，降低感应耦合的差模干扰主要可以通过对胶芯线的双绞线感应对电压进行感应干扰达成效果。分开布置强弱信号的线，对信号电缆和电力电缆进行必要的隔离，尽量不使用同一根电缆走信号和电力，并保持一定的距离，使平行长度有效缩短，将中间传输环节大大减少。与此同时，改造二次信号回路，两线之间的回路感应进行有效规避，信号源的可靠传输确保，采用光纤网络布置站内级联用的通信线路，这样能够有效地提高干扰能力。

3.5 软件消抖算例

Us-恒压源。Rs-恒压源内阻，R-放电回路电阻，C-电容。

图2 电路的电容充放电电路图

当切换开关在“1”的位置，则电路为充电状态，恒压源Us对电容充电是进行充电的，当t≥0 时，电容C 两端的电压计算公式为:Uc(t)=Us+(U0-Us)e-t/RC［2］。

当切换开关在“0”的位置，则为放电状态，及电容C 和电阻R 组成的多回路进行放电，当t≥0 时，电容C 两端的电压公式为 Uc(t)=U0e-t/RC［2］。

由此得知，电容两端的充放电电压与时间T 是一个一阶指数关系，时间常数1/RsC 和1/RC 直接决定充放电时间的快慢。对反映电容两端电压随时间变化过程的软件模块在调度自动化系统中进行相应的增加，遥信状态的分与合对应如图2 所示电路的充电与放电状态。

定义遥信状态“合”与“开”，设合是电容两端的电压为100，分时电容两端的电压为0。当遥信状态为“分”的状态时，对应的电容的电压应该由初始值100 将为0，当遥信为“合”状态时，对应的电容的电压应该由初始值0 将为100。在调度自动化系统中，定义当遥信状态为“分”与“合”时电容两端电压满足如下关系:遥信状态为“分”:电容两端电压由100 进入小于5，并且小于5 的时间不短于T1。遥信状态为“合”:电容两端电压由0 进入大于95，并且大于95 的时间不短于T2。其中T1和 T2相当于时间常数中的 1/RsC 和 1/RC［1］。

假设开关的某个遥信状态由“合”到“分”，但是出现了一个抖动的过程，其抖动的过程为合-分-合-分-合-分。在每一个遥信状态的过程持续时间分别为t1，t2，t3，t4和t5。在第一个抖动状态，遥信状态由合—分，由于时间t1小于T1，故电容两端的电压U 不会由100 进入小于5 的状态，设此时的电容电压设为U1＞5，故遥信状态仍然为合。在第二个抖动状态，遥信状态分—合，经过时间t2，电容电压U1大于95，但这个电压的变化过程既不符合分的状态也不符合合的状态，故遥信状态仍然为初始状态合。同理对于第三个状态和第四个状态，电压的变化过程既不符合分的状态也不符合合的状态，故遥信状态仍然为初始状态合。在第五个抖动状态，遥信状态由合—分，由于抖动过程结束，时间t2远远大于T1，故电容两端的电压U 由100 进入小于5 的状态，故遥信状态仍然为分［2］。

4 结语

在实际运用中，通过以上的有效改良的确改善了远动遥信信号误报的现象，使得信号干扰信号频发的现象得到有效消除，同时也规范了信息量，但是却无形中增大了网络的亢余性。在今后的实践中还需要进一步完善。

［1］严玺，高建海. 由控制回路断线信号分析遥信去抖时间的作用与合理设置［C］//山东电机工程学会. 山东电机工程学会2011 年学术年会论文集，2011.

［2］曹艳. 遥信信号误报的分析与处理［J］. 技术与应用，2012(3).

［3］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(4).