电气控制回路干扰诊断与排除

2024-03-01吴全祥

电工材料 2024年1期

吴全祥

（国网浙江电力有限公司丽水供电公司，浙江丽水 323000）

0 引言

变电站断路器电气控制回路在运行过程中，难免会受到各种干扰源的干扰，造成设备损坏故障或无法执行正确指令任务。通过对干扰类型进行诊断分析，并结合实际使用情况制定对应的抗干扰技术措施，可从硬件干扰排除、软件干扰排除以及辅助措施等方面及时排除或减缓干扰的影响。为断路器电气控制回路的正常运行，保障指令下达精确不受干扰提供重要保障。

1 变电站断路器设备作用机理

断路器作为变电站的一种关键设备，可以通过远程控制自动重合闸，例如配电室计算机后台操控，实现分闸、合闸控制，进行变电站的控制保护。同时远程遥控控制断路器，就需要设计出对应的电气控制回路。在日常变电站使用工作过程中，利用电气控制回路，操控人员通过规范操作指令，进行远程有效控制，完成重合闸、自动脱扣等工作。其中，电气控制回路由控制结构、操作结构以及中间传送结构等组成。控制结构主要功能是下达分闸、合闸等控制指令，包括控制开关按钮等；中间传送结构则用于控制指令的传达，将指令传输至执行机构，传输媒介包括继电器、触点等；操作结构则主要用于指令执行。常见的断路器电气控制回路结构见图1。图1中从左至右：+KM代表直流电源；-SM代表闪光小母线；RD代表弱点配线箱；QK代表开关操作把手；KK代表控制开关；LD代表绿灯；HD代表红灯；DL代表辅助接点；HQ代表合闸线圈；TQ代表分闸线圈；图示中各数字编号代表电气控制回路中对应的线路接点。

图1 断路器电气控制回路结构简图

2 电气控制回路干扰诊断分析

造成电气控制回路干扰的因素有很多，其中经过诊断分析发现较为常见的几种干扰源包括外界环境干扰、电源部分造成的干扰、内部磁场干扰以及线路之间的耦合干扰等，其具体形成原因见表1[1]。从表1可以看出，干扰源主要包括外界因素干扰以及内部因素干扰两大类，其中自然干扰、后台机监控系统干扰等外界因素可以通过外壳阻隔、布置接地线路等方式对干扰源进行阻隔；而导线耦合干扰以及内部交变磁场造成的干扰则只能通过软件设计，以滤波形式减缓干扰信号，保障电气控制回路的平稳运行。因此在进行电气控制回路干扰排除措施设计过程中，也是依据提出的几种干扰类型，设定相对应的硬件、软件抗干扰排除措施，实现断路器电气控制回路的平稳运行。

表1 电气控制回路干扰源诊断分析

3 电气控制回路干扰排除措施

3.1 硬件抗干扰措施分析

依据上述电气控制回路对几种常见的干扰源进行干扰排除，先从硬件抗干扰方面提高灵敏器件的抗干扰性能，增强抗干扰能力。例如上述地电位差干扰类型中，通过对一些电器设备元件的外壳进行封闭接地处理，对电气柜门以及设备机箱等结构以接地等方式保持可靠良好的电气连接形式。同样由上述电源系统引入的干扰类型中，可以通过科学设置形式，使用稳定工作电源或直流电源，保障电压波形的平稳。或通过选用隔离变压器设备等方式，降低因电源系统引入的共模干扰，避免因电源系统噪声、电磁波等因素对控制回路造成干扰，保障回路系统的持续平稳运行。

除了对柜门、机箱等设备外壳接地处理，还需结合变电站实际使用布置情况，合理设置控制系统接地线路、防雷接地线路等，这些接地线路除了要考虑本身系统的合理布置方式，同样应在各接地系统之间设定一定的安全距离，防止因接地系统间线路交错造成的干扰影响。最后，可以通过完善电气接地系统实现隔离变压器以及不间断电源设备的隔离接地形式，防止上述设备受到电网杂波的干扰，确保良好的抗干扰效果。电气控制系统应设计独特的接地系统，专门用于断路器的接地抗干扰工作，防止接地线路与其他设备连接影响到断路器的有效控制[2]。

3.2 软件抗干扰措施分析

在完善硬件干扰排除措施布置后，也可以从软件抗干扰措施方面分析断路器电气控制回路的干扰排除措施。软件抗干扰措施主要是对断路器设备进行软件设计，针对性地诊断排除上述干扰源类型。通过软件设计可以有效过滤一些干扰信号，防止干扰信号进入设备内部，影响控制装置的正常响应，因此要对控制系统可能遇到的干扰信号进行采集识别。通过采集识别到常见的干扰信号后，利用数字滤波技术进行滤波处理，这主要依靠软件程序完成。常用的滤波技术见表2，包括加权平均值滤波算法以及算术平均值滤波算法两种主要数字滤波技术类型[3]。

除了前期电气设备选型过程中需要可能考虑对电气控制回路造成干扰影响外，剩余各种干扰源的干扰信号处理，需要借助软件程序来实现对干扰信号进行滤波处理。通过增添各种功能多样、方便快捷的程序，以滤波器的形式对干扰信号进行滤波处理。软件程序设计与传统模拟滤波器相比功能更为强大，可以完成滤波器无法完成的滤波任务。

3.3 其他抗干扰措施

除了上述断路器电气控制回路干扰排除措施外，还可采取一些其他辅助抗干扰措施，包括日常行为规范以及电气控制系统结构调节设计等。在日常工作人员维护运行过程中，可以通过定期维护检修，对监控系统遥控、传送结构测点的抗干扰性能进行检测，按照规范开展维护检修工作，保障电气控制回路的稳定运行；同时在电气控制系统结构设计方面，可以通过设计双机双网模式，增加电力系统自动化控制监控软件，通过安装A、B两台服务器，实现平衡控制。在缺省状态下，实行A网控制机制，可以确保网络负载平衡，或通过自动分流模式降低负载[4]。多机运行时保障服务器间的数据同步，各服务器均可在本机下载完整实时数据库。