变电站综合自动化系统遥信误报抗干扰措施研究

柏延平，沈军云，傅雅珠，张文科

（国网甘肃省电力公司临夏供电公司，甘肃 临夏 731100）

0 引 言

变电站综合自动化系统等二次设备就地安装靠近高压开关柜，会受到运行时的一次设备产生的强电磁干扰。这些干扰源可以通过不同的途径作用到变电站综合自动化系统等二次设备，从而耦合产生垃圾冗余信息，造成远动等设备通信单元死机，影响运维检修人员和调度人员的正常工作。严重时，甚至会引起继电保护装置误动，造成一系列不良影响。因此，对于变电站受电磁干扰强的厂站，需增加抗干扰措施实施的成本，以确保变电站能够安全稳定运行[1]。

变电站遥信的误报和继电保护装置的误动，严重影响电网调度自动化系统的运行、维护和管理。项目内容包括针对变电站综合自动化系统遥信误动误报进行现场测量，对录波、通讯设备和电源的电磁兼容问题进行模拟试验，并提出符合实际的解决方案[2]。根据测量结果，结合实际情况，采取一系列措施如对遥信误报严重的变电站清洁更换触点，采用磁环抑制干扰，在主站端进行信息分流、分层、分类、分级及合理化设计等，以减少诱发遥信误报的途径[3]。

1 遥信误报原因及主要技术措施

1.1 遥信误报原因

对于开关刀闸位置、继电保护动作情况等遥信信号问题，运行维护调度自动化系统、调度管理EMS系统，都对其有着较大影响[4]。

（1）在经常性的遥信误报工作情况下，运行调度人员会有极大的精神负担，导致其在事故发生时不能很好地处理事故、恢复正常供电。一些情况下，值班人员会判断错误，不能准确了解刀闸、开关等状态量的实际情况，致使处理事故措施失误，造成不好的影响。

（2）长时间的干扰造成遥信信息不准确，易使调度运行人员消极怠工，降低警惕性，从而使现场工作人员失去工作热情，进而影响综合自动化系统的稳定性和可靠性，增大发生事故的人为因素。

（3）长时间的干扰、频繁误报的遥信信息及垃圾冗余信息上传至调度主站等，造成垃圾冗余变位。冗余信息大量占用计算机资源，增加了处理时间，且浪费人力、物力，增加了遥信信息检索的困难度。

因此，要尽可能减少遥信信息误报，降低继电保护误动，正确反映实际运行情况。此外，要及时处理垃圾冗余信息，消除干扰源。

针对以上情况，变电站综合自动化系统遥信误报原因可总结如下：①开关、继电器和遥信端子箱触点接触不良造成虚接，信号断断续续，或遥信电源、遥信板故障；②在电磁干扰环境下，传输通道通信故障；③远动RTU设备失电，出现误码；④数据关联错误等人为原因；⑤多厂家保护设备和远动设备之间软件不匹配，造成遥信异常；⑥杀毒软件安装或使用不当，造成通信故障；⑦远动装置本身或调度端采集处理软件存在异常情况。

1.2 主要技术措施

变电站内的高压设备易对遥信回路产生电磁干扰，且电磁干扰的频带很宽（几十千赫兹至几百兆赫兹），严重影响对调度自动化系统的运行维护、电网调度管理。

目前，对变电站遥信电缆上的干扰，可以采用滤波器进行滤波。但是，滤波装置复杂，抑制电磁干扰的频带较窄，抑制效果与源阻抗、负载阻抗有关，且需要断电安装，影响设备的正常使用[5]。或者通过施工工艺进行有效隔离，在二次布线时将遥信电缆与强电电缆隔离；或者采用屏蔽、接地等措施，但施工量大、装置复杂、费用较高，且需要断电改造[6]。针对遥信误报的原因，建议采取综合治理方案。

（1）通过调研和技术人员反映获知，部分刀闸在实际运行一段时间后，随着触点老化和接触不良情况的发生，会造成触点机械传动接触出现间断性间隙，从而遥信对位不准。开关动作时的振动有可能造成辅助触点接触不良或不对位，而辅助触点表面的氧化也会造成接触不良，使其在接触过程中可能时断时通。保护信号继电器线圈通电后，上述过程的机械间隙将形成通电接点的短暂抖动情况，现场用RTU灵敏度较高，触点的分合信息即在主站反映的一连串变位信号。因此，针对辅助触点引起的遥信误报，可采取对触点进行清洁或者更换触点的措施。

（2）从现场测试情况看，在有些遥信回路中存在一些高频干扰。该干扰超过遥信的阈值后，可能引起遥信误报。因此，针对遥信电缆中存在的高频电磁干扰，可采取加装高磁导率磁环的方法进行抑制。磁环可以在线安装，不需要对设备进行断电，不影响设备的正常工作。

（3）在调度中心了解到，后台信息量很大，有一些是无用的遥信信息，且遥信信息内容不同，缺乏相应的分类处理。因此，可针对变电站遥信误发在主站端采取措施，减少综合自动化系统发生遥信信息误报的途径。

2 复合高导磁体抑制干扰措施

目前，供电公司变电站遥信出现误报问题比较严重。针对治理遥信回路干扰存在的问题，本文提出了一种应用于遥信回路的在线宽频带差共模干扰抑制方法。该方法将不同磁导率的高导磁体组成的复合高导磁体组合安装在遥信电缆进入测控柜的芯线上，从而抑制遥信回路存在的差共模干扰，降低遥信误报率。预计申报的实用新型属于变电站抗电磁干扰措施，具体涉及针对遥信误报采用复合高导磁体抑制遥信电缆上的高频差共模干扰。

所用复合高导磁体由不同磁导率的高导磁体组成。高导磁体为高磁导率材料，可以吸收遥信电缆中宽频带的电磁干扰，特点是单个高导磁体为中空圆柱体，外部为固定外壳。通过固定外壳将不同高导磁体粘接在一起，使其成为一个同轴结构。将两组复合高导磁体分别安装在遥信电缆单根或双根芯线上，可同时抑制电缆中的差共模干扰。与其他措施相比，电缆加装复合高导磁体，具有抑制干扰频带宽、经济、方便、不断电、可同时抑制差共模干扰等优点，可有效抑制由于高频电磁干扰引起的遥信误报现象。图1为复合高导磁体安装示意图。它将不同磁导率的高导磁体组成的复合高导磁体组合安装在遥信电缆进入测控柜的芯线上，从而抑制遥信回路中存在的差共模干扰，降低遥信误报率。

3 主要创新点及实施方案前后对比

3.1 主要创新点

本文实现对变电站综合自动化系统遥信误报误动试验装置的研发，有助于及时掌握变电站综合自动化系统和调度自动化系统的运行状态、健康状况，实现变电站遥信的状态检测。本文介绍一种变电站综合自动化系统遥信误报误动的试验装置，其安装在遥信电缆中进入测控柜的芯线上。试验装置包括至少两组复合高导磁组件，每组复合高导磁组件都包括绝缘固定外壳和多个固定安装在绝缘固定外壳中且导磁率互不相同的高导磁体。多个高导磁体沿芯线的轴向同轴排布，每个高导磁体都呈中空的圆柱体状，中间设有容芯线穿过的通孔，以固定外壳的两端于芯线。通过将多个不同导磁率的高导磁体同轴连接在一起组成复合高导磁组件，以有效抑制遥信电缆中高频电磁干扰，同时有效抑制差共模干扰，尽可能减少和抑制遥信的误报和漏报，避免出现信号抖动现象，保证调度自动化系统和电网调度管理系统的正常稳定运行。

（1）针对变电站综合自动化系统遥信误动误报发生的误报信号的装置电气量、装置所在区域的空间电磁环境，为综自系统采取相应的预防措施提供技术依据；

（2）对录波、通讯设备和电源的电磁兼容问题进行模拟试验，探索抑制干扰的工程技术措施，同时结合相应的软件算法，提升现有测控装置的抗扰度；

（3）根据对测量数据、模拟实验和仿真结果的分析总结，制定符合本单位实际情况的变电站综自系统遥信误报的解决方案。

3.2 实施方案的前后对比

针对现场测试的情况，初步认定干扰来源发生在各站的测控装置上。于是，提出了一些防护措施：

（1）接地方面要避免虚接，保证与地网接触良好；

（2）针对线路上的干扰，采取滤波、并电容、加装磁环等措施；

（3）针对井坪站设计结构上的问题，采取屏蔽措施；

（4）电源的纹波如果较严重，需要考虑滤波；

（5）通信方面，由于用的较多的是光设备，影响不大，干扰可能发生在对终端的干扰上；

（6）网线与其他强电电缆都铺设在电缆沟中，会影响网线，可加装屏蔽或换用屏蔽网线；

（7）针对各站出现的情况，建议检查全部电缆接地，重新接地；

（8）检查二次系统接线，防止接线错误导致误报；

（9）管理方面的因素，如检修是否及时、恶劣的环境是否造成出头接触不良等；

（10）软件方面，需判定整定阈值是否合适。

除采取上述任何措施外，还需要开展全面测试和检查，主要包括自动化装置信号接线、接地、继电器触点、控制与保护软件等，对提高设备运行可靠性、降低运行维护费用等意义重大。复合高导磁体抑制电磁干扰技术的应用，对提高检修人员设备检修能力，制定相应的保护策略和改进措施，避免大停电事故的发生，具有重要价值，能产生广泛的社会效益。

4 结 论

根据现场测量结果，结合实际情况，采取一系列措施如对遥信误报严重的变电站清洁更换触点，采用磁环抑制干扰，在主站端进行信息合理分流、分层设置，根据遥信量的重要程度适当分类，根据遥信量的不同特点适当分级，添加延时、屏蔽等常规实验信息的功能，电流、电压尽采用遥测越限告警等，减少诱发遥信误报的途径。通过统计各站综合自动化系统后台报文情况，发现采取各项措施后，遥信误报率大大降低。本文研究方案的实施，不仅能有效降低遥信误动的概率，保证电力系统自动化信息的准确、可靠以及电力系统的安全稳定运行，还可为变电站综合自动化系统遥信误报现象提供治理方案和参考意见，带来可观的企业经济效益、行业效益和社会效益。

参考文献：

[1] 钟旭辉.变电站自动化系统误发遥信的分析和改进[J].电力安全技术，2007，（6）：32-33.

[2] 朱 涛，尹项根，叶 涛.变电站综合自动化系统误发遥信的原因与改进[J].湖北电力，2002，（5）：3-4.

[3] 杨贤勇，范美娟，周洪涛，等.冗余光纤环网在500kV变电站的应用与改造[J].农村电气化，2017，（9）：13-16.

[4] 赵冠群.针对变电站遥信误报的抗干扰措施研究[D].北京：华北电力大学，2015.

[5] 赵 君.变电站遥信异常现象分析及改进方案[J].科技资讯，2016，14（16）：38，40.

[6] 黄建林，郑爱民，王靖晖，等.一种新的变电站智能防误在线操作模式[J].农村电气化，2016，（11）：41-42.