电力系统及自动化技术的安全控制分析

2021-11-28祝欣

中国科技纵横 2021年16期

祝欣

（吉林北华电力科技设计研究院，吉林长春 130022）

1.电力系统及自动化技术的安全控制问题

1.1 遥信误报

遥信误报也会影响自动化控制安全，造成遥信误报主要原因在于一次设备和二次设备。如遥信系统运行期间，自动化系统按照遥信报告触电操作，若存在接触不良可能影响信号传递，如原本信息为100kb容量，传输的数据是80kb，或100kb数据受到影响出现错误，失去逻辑性。也可能由于电磁干扰影响自动化系统，电力系统运行期间产生电磁影响自动化系统以及遥信系统。由于遥信系统传输信息通路采用弱电线路，自动化系统电压为24V。在这一情况下，遥信系统受到了电磁的影响，影响遥信传输质量，造成质量降低。此外运动通道受到干扰，可能造成遥信信号的乱码，RTU作为遥信系统重要构成，运行期间I/O点达到上百个，需要进行2倍数据量的检测，由于波纹系数大，影响到电压的稳定性，在运动通道受到干扰后，遥信信号极容易出现乱码的问题。

1.2 遥控安全

电力系统自动化遥控系统对于数据准确度要求高，要全方面健康电力系统，避免受到外界环境的影响，保证遥感稳定性。电力系统的遥控系统容易受到多方面因素影响，发生遥控失误问题。首先是工作人员由于不当操作可能发出错误控制指令，影响控制行为偏差。在断路器位置上安装遥感设备，但受到操作空间的局限，接线位置出现偏差。遥控功能依赖于多个设备，若设备出现质量问题或选择不当，可能影响到遥感安全。

1.3 设计水平参差不齐

自动化系统设计水平参差不齐，部分结构难以负荷用电量激增，电力设备负荷能力增加，会加快设备老化速度，极容易提高故障发生率[1]。部分结构操作复杂，工作人员对于自动化系统不熟练，容易出现操作失误，引发安全事故。部分电力设备接线复杂，当用电量增加，电线发热极容易发生安全事故。

1.4 安全控制制度不完善

我国电力系统起步晚，但发展速度快，高新技术的快速发展，让管理制度出现滞后现象。安全控制制度落后于设备和技术的发展，影响到电力系统的安全管理。电力系统已经引进人工智能技术用于生产管理，但安全控制功能并未得到挖掘，未能充分发挥出智能技术时效性优势，存在安全控制管理滞后的问题。

1.5 电源安全问题

自动化系统的基础是电源配置，目前UPS系统仍然是电源保障系统，但关于UPS系统的保养和测试受到了忽略。长时间忽略管理电源系统，埋下了安全隐患。若电源长期不用出现失效，出现断电事故后无法提供供电支持。如果两组电源同时掉电，会造成服务器停机关机，影响电力系统稳定性和安全性，但由于电源系统缺乏测试，难以及时发现掉电问题，存在安全隐患。

2.电力系统及自动化技术的安全控制措施

2.1 提高遥信取样电压

电力系统中信息传递过程中，多受到电磁的影响，主要由于遥信系统属于弱电系统。RTU电压被控制在24V内。使用遥信取样电压降低电磁对电力系统的影响。将RTU电源电压从24V提高至220V，不会对系统运行产生影响，也能减轻电磁的影响，保证数据传输准确性，减少遥信误报的问题。

2.2 使用线路编码

遥控系统作为自动化系统十分重要的构成，对数据精度要求高。系统运行时，需要主站线路和信息点互相对应保证信息准确传递。采集信息后精准编号信息点，控制断路器。因此可使用线路编码方法，包括字变换码、扰码二进制等方法，其中扰码二进制的应用更加广泛[2]。减少线路码中0和1的长连，方便于提取时钟信号。仅通过扰码处理，可以让电口标准信号和线路信号的速率保持一致，不会增加激发器光功率。应用红外遥控技术时，一般情况下控制信号波长稳定在0.76um～1.5um，要想保证接收信号稳定，应当将波长控制在0.88um～0.94um，和红外波长具有更高契合度，保证遥控系统稳定性。

2.3 完善自动化系统设计

我国电力系统建设逐渐完善，不断优化电力系统设计的合理性，保证了电网高效运行，降低了电网发生事故。为保证电网结构设计满足运行需求，可以使用分布式结构，能够满足数据信号种类多、数量大的需要，并将控制信号和报警信号覆盖在内。控制系统通过管线进行信号的接收，保证各单元独立，避免产生联动效应，将负面影响控制到最低。对自动化技术的设计需要不断简化，尤其是二次接线设计，通过简化设计提高安全管理可靠性。同时也要简化开关柜内部接线，从而提高开关柜的安全性。高度重视自动化系统薄弱环节，加强对外来设备的管理和监控，尤其是员工个人外接设备，可能对电力系统造成安全威胁。因此要求员工接入外接设备前务必检查设备的安全性，确保外接设备符合安全规范后才能连接。所有和工作无关的外接设备，禁止连接电力系统。在工作站内整理非必要性接口，减少非必要性接口，从源头上切断外部设备连接电力系统，充分保证系统安全性。工作站和主站之间建立物理隔离设施，避免工作站出现安全问题后，影响主站，造成大规模损失。

2.4 完善安全控制制度

在电力系统中安全控制制度占据重要位置，通过完善安全控制制度弥补安全管理缺陷，更加科学地展开安全控制。首先根据电力自动化系统的发展，建立对应的安全控制制度。传统安全控制多对变压箱进行安全检测，技术人员通过检修发电机发现自动化监测的问题。现阶段需要积极利用人工智能技术和传感器设备展开安全检测，尽量减少人为操作，提高人员安全性，并实现动态化检测，能够及时发现安全隐患。人工智能技术可借助于传感器、信息系统获取数据信息，根据专家系统数据库对安全隐患展开检测，保证安全控制的时效性。其次需要保证对安全控制制度的全面执行，要在员工培训中融入安全培训内容，提高全体员工的安全意识，能够严格执行安全控制制度。最后需要加强安全监管，需要建立独立的安全管理部门，专门负责监管安全控制工作，通过监控设备展开不定期抽查，发现不符合安全控制制度和安全隐患，立即整改，为安全控制制度执行提供良好的条件。

2.5 定期巡检备份

制定设备日常巡检计划，安排技术人员对设备展开定期巡检，及早防范可能发生的安全问题，并通过技术手段从源头上控制安全隐患，解决设备缺陷。在设备采购环节上需要加强对设备的质量控制，选择具有质量保障、供应商信誉度高的设备。在巡检过程中发现质量故障设备，立即更换，避免造成安全问题。根据设备故障频率决定巡检频率，对高故障率设备进行多次巡检。要求技术人员务必断电检修，带电作业时穿戴好防护服装，注意个人保护，避免发生触电安全事故。对于UPS系统定期进行放电测试，加强对电源的保养。善用在线监测技术实时监控蓄电池技术参数，发现技术问题后发出警报信息，并积极解决故障问题，保证蓄电池性能稳定。在电源测试期间，需要检查接线情况，保证供电稳定。电力系统运行期间，定期将电力数据备份至云端，避免数据丢失，影响电力系统管理工作。

2.6 积极引进先进技术和设备

为了提高安全控制水平，应当重视对先进技术和设备的引进和投入，保证设备及时更新，加强对电力系统的维护。电力企业应当重视对设备和技术的投资，在有限资金内选择高新设备和技术，更符合电力系统发展需要。对新购设备加强审查，务必保证设备质量符合产品合格证明。避免应用假冒伪劣产品，埋下安全隐患。因此设备到场后，应当由厂家技术人员和工作人员对接，指导设备使用方法，并核对设备质量。电力企业应当积极参与行业技术研讨会或讲座活动，了解电力系统和自动化技术相关资讯，了解行业前沿信息，积极引进高新技术，提高安全控制水平。