变电站自动化设备抗干扰问题的研究

范德和

摘 要：信息技术、自动化技术的飞速发展，使得自动化设备在变电站中得到了广泛的应用，并已成为变电站的重要运行设备。相比传统的机械设备，自动化设备具有使用方便、可远程监控、可自动判断故障等优点。但是，在日常使用中也会出现自动化设备干扰问题，造成设备的误动或拒动现象，以致不能及时的对站内设备故障进行判断，造成采集及传输的数据出现失真等现象，严重影响了变电站的正常运行。因此，增强变电站自动化设备抗干扰能力势在必行。

关键词：变电站；自动化设备；抗干扰；电磁干扰

1 变电站自动化设备抗干扰问题分析

1.1 变电站自动化设备的自身问题

变电站的使用设备逐渐走向自动化，然而，由于自动化设备自身设计不合理、元器件质量未达到标准造成抗干扰能力较差，造成变电站自动化设备在运行的过程中存在干扰问题。另外，通过对中山局多个变电站自动化系统的运行统计分析，发现变电站设备元器件在长期的使用之下，由于性能的下降可能会引起信号采集的回路电源出现不穩定，或负载能力下降等会对自动化设备的自身造成干扰的问题，尤其是电容器、电阻、光电隔离器件等出现损坏的问题。

1.2 电磁干扰问题

变电站是电力系统的重要枢纽，站内采用的电力设备极多，其中有很多设备都存在电磁性，尤其是变电站在一次和二次设备之间还存在电与磁之间的联系，而在这种恶劣的电磁环境之下，一次设备发生任何的状态变化都可能通过耦合串入到二次设备，如自动化设备，造成电磁干扰的问题。另外，高压开关的操作、电力设备的运行、静电放电操作、辐射电磁场等都会对自动化设备造成电磁干扰，另外，在雷电的影响下，也会对设备产生电磁干扰，甚至会对自动化设备的集成芯片造成烧毁的现象，极易造成设备误动的现象，对变电站自动化设备的安全运行带来极大的影响[1]。

1.3 设计因素引起的干扰问题

除上述以外，变电站自动化设备的抗干扰问题还有很大一部分出在设计上。例如，在对信号采集回路的电源进行设计时，一般都是采用单独配置的电源，而且，在使用的过程中，一般都会直接接入变电站内的直流系统或所用的电源，如果站内的直流系统电压质量不高，或变电站内系统出现问题的话，就会对信号采集造成一定程度的干扰现象。

2 变电站自动化设备抗干扰的解决措施

2.1 提高变电站自动化设备的自身质量

通过以上的分析得知，变电站自动化设备出现干扰的问题，有很大一部分都由于自动化设备的自身问题，对此，要提高变电站自动化设备的自身质量。首先，要做好变电站自动化设备的设计，因为变电站的大小、规模等各有差异，因此，自动化设备的性能不能一视同仁，要根据变电站的实际情况进行设计，要以符合并适合变电站的使用为准。其次，要提高自动化设备的质量，变电站自动化设备的制作上会涉及到大量的元器件，如果有一个或多个元器件的质量存在问题的话，就会对自动化设备的性能带来影响，因此，应加强电气元器件的质量保证，选择经过严格电磁兼容试验的元器件。这样才能避免自动化设备受自身性能的影响而产生干扰问题。第三，要加强变电站自动化设备的检查和更新，因为站内自动化设备在长期的使用下，一些元器件的能力会下降，自动化设备的整体性能也会随之下降，极易产生负载能力下降等问题，使得自动化设备的自身产生干扰的现象，因此，要加强对变电站自动化设备的检查，一旦发现有陈旧设备的性能降低要及时对其进行更新，避免继续使用受到干扰，产生误动影响了变电站的正常运行[2]。

2.2 屏蔽措施

变电站自动化设备在信号采集的过程中，使用的电缆是采用带有屏蔽层的信号电缆，在实践中，这种电缆具有较强的抗电磁干扰的作用，因此，在电磁干扰下要做好自动化设备信号采集电缆线的屏蔽措施。当然，信号采集电缆线的屏蔽层对电磁干扰的屏蔽效果并不是一成不变的，而是与屏蔽层材料的高频集肤效应、导磁系数、电阻等因素有着直接的关系。如果电缆线的屏蔽层采用的是高导磁材料的话，那么屏蔽层外部的磁力线大部分都会偏移至屏蔽层中，这样就不会与屏蔽层内的导线出现相互交联的现象，就不会产生感应电势。此外，在社会科技如此发达的时代中，光纤技术也在飞速的发展，如果条件允许的话，可以考虑将光纤技术应用到变电站中，将串口通信电缆新路换成光纤线路，这样能够彻底的解决变电站自动化设备的电磁干扰问题，更有利于变电站自动化设备的稳定运行[3]。

2.3 提高变电站自动化设备的设计质量

设计是变电站自动化设备的最基础环节，也是最重要的环节，可靠功能质量设计能够进一步保证变电站自动化设备运行的安全性、稳定性、可靠性，相反，会造成变电站设备的干扰问题，因此，要全面提高变电站自动化设备的设计质量，提高自动化设备的抗干扰能力。可以在自动化设备的信号输入回路上应用光电隔离装置，但是，光电隔离装置在使用中的耐压水平不是很高，如果使用不当会造成装置的损坏，就当今来说，这种装置主要应用在数据采集装置中，因此，在应用到自动化设备的设计中，应根据设备的使用情况适当的使用。另外，可以着手于系统软件方面，通过加强系统软件对干扰的防范能力能够有效的提高自动化设备的抗干扰能力，就现今来说，加强系统软件的抗干扰措施有很多，如，设置软件陷阱、自检程序等，都能够有效的提高系统软件对外界干扰的防御能力，能够进一步提高变电站自动化设备的抗干扰能力[4]。目前，中山局普遍使用的是分散与集中相结合的变电站自动化系统，将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。其结构如图1所示。

图1 变电站自动化设备运行结构图

这种结构模式，二次电缆仍大量的使用，难以避免站内各种电磁干扰。随着相关技术的快速发展和成熟应用，全分散式结构为变电站自动化系统的选型提供了广阔的平台，越来越得到基建及设计部门的认可，其将保护、测控设备按照间隔直接下放到一次设备屏上，大大简化二次电缆的数量，结构稳定，抗干扰能力强，从这个角度无疑是一种非常理想的方案。

3 结束语

随着科技水平的不断提高，能够对变电站进行远程控制、自动检测故障、自动控制等功能的自动化设备已在变电站中得到了广泛的应用。但是，在实际的使用中，自动化设备的信号采集、通信等会受到自身或外部等因素的干扰，影响了信号采集的准确性，影响系统的稳定性，对变电站的正常运行造成不利。通过文章对变电站自动化设备抗干扰问题的原因分析，结合工程实际就提出了几方面提高设备抗干扰能力，减少自动化设备受到干扰的解决措施。

参考文献

[1]李鹏，陈家麟，金波.调度自动化设备抗干扰防过电压措施研究[J].电力系统自动化，2010（19）.

[2]王伟，林蕾，粟福珩.变电站综合自动化设备电磁干扰问题及抗干扰试验[J].现代电力，2012（2）.

[3]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，2010（2）.

[4]李传纪，关彦华，魏庆伟.变电站电磁干扰对微机保护装置的影响[J].莱钢科技，2011（5）.