肖智超
(國網重慶市電力公司市區供電分公司,重慶 400015)
減少遙信信號誤報的措施
肖智超
(國網重慶市電力公司市區供電分公司,重慶 400015)
介紹了遙信信號誤報的影響,針對誤報原因進行了分析,給出了5種解決遙信誤報的措施。通過合理治理策略的制定和實施,提高了遙信動作的正確率,保證了調度自動化、配電自動化系統的可靠運行,為電網設備的安全運行保駕護航。
調度自動化;配電自動化;遙信;誤報
變電站、開閉所等電網設備的安全運行直接決定電網的安全生產,而調度自動化系統、配電自動化系統是調度監控電網運行的重要手段,它對電網運行狀況的反應直接影響著電網運行的安全性。
遙信是電網調度自動化系統的一項基本功能。遙信信息量約占自動化系統信息采集量的70 %以上,主要由變電站設備的模擬量和開關量的所有現場信息組成,反映了電網運行方式及變電站所相關設備(斷路器、刀閘)的運行狀態,因此其采集的遠動終端運行數據必須實時、準確。
在自動化終端的實際運行中,由于處理不合理、設備不穩定,導致遙信采集不正確、漏采集的現象時有發生。這些誤報的信息干擾了調度員對系統運行狀態的正確判斷,給電網的安全生產帶來了隱患。因此,解決遙信可靠采集問題,是綜合自動化系統實用化工作中的重點、難點。
1.1 一次設備的接點不可靠
(1)開關位置的遙信信號一般都來自其輔助接點,由于開關長時間的動作會引起輔助接點的部分位置出現裂痕和間隙,而開關開斷與閉合過程中的震動,會引起輔助接點不對位或者接觸不緊密;再加上開關量遙測沒有采用消抖措施,接點抖動將引起遙信信號誤動或拒動。
(2)由于觸點運行環境的原因,輔助接點氧化或者污穢等原因引起輔助接點在接觸過程中時斷時續,遙信信息量在短時間內不停抖動。
1.2 二次設備不可靠
通常遙信接點均為無源接點,由采集裝置提供輔助電源。自動化終端設備一般都是將直流+24 V作為遙信取樣的輔助電源。工作在弱電壓下的遙信采集回路,當交流電串入遙信回路或者處于變電站高電壓、強電磁場的環境中時,容易受到電磁場的干擾,引起遙信信號的誤發誤報;或者當遠動通道受干擾時,會產生誤碼。
1.3 傳輸通道的影響
遙信信號需要在溝道中鋪設的電纜線路中傳輸。采集的變電站信息和數據先按照對應遠動規約編成16進制碼源,經過數據打包,通過遠動通道,再傳到調度主站,最后經解碼后變成調度自動化系統需要的數據和信息。如果通信通道的誤碼率很高,會使遙信變位,進而造成信號無法傳輸到調度主站,引起遙信誤報,所以傳輸通道的好壞對調度自動化系統具有重要影響。
2.1 雙觸點采集法
為了解決遙信誤報的發生幾率,可以通過2個遙信信號來綜合判別,即采用雙觸點采集的方式。從開關的輔助裝置上取2對常開或者常閉接點,或1對常開和1對常閉接點作為信號的采集點。采集裝置將采集到的2個遙信信號,直接傳送到主站系統,再經調度自動化系統邏輯處理后產生最終的遙信信號。采用雙觸點的方式雖然能有效減少遙信誤發和遙信抖動的概率,但是由于遙信信號采集量增加了1倍,加大了現場工作量和調度系統自動化的處理工作量。因此,建議只在主要或者關鍵的觸點位置采用雙觸點采集的方式。具體方法如下。
(1) 將遙信信號采集裝置同時接入1對繼電器常開、常閉觸點,在自動化端外加數字邏輯芯片電路進行一定的“與”“非”運算,處理后的信號作為自動化終端的輸入信號。
(2) 將2個常開觸點串聯,通過遙信采集裝置將2個觸點的信號采集之后,由邏輯數字芯片實現“與”運算功能,輸出信號作為自動化終端的輸入信號。
(3) 將2個常閉觸點并聯,通過遙信采集裝置將2個觸點的信號采集之后,由邏輯數字芯片實現“或非”運算功能,輸出信號作為自動化終端的輸入信號。
采用雙觸點采集保證了只有2個觸點同時動作才能發出遙信信號,而且對二次回路的改動較小,具有較好的可操作性。
2.2 提高輔助電源抗干擾性能法
采用直流+24 V作為遙信電源的遙信采集系統處于強電環境下時,干擾信號有大有小,實際測得的最大干擾信號可以達到50 V。若幅值大于20 V的干擾信號疊加在24 V電壓上時,將通過光耦產生虛假的變位信號。大于80 V的干擾信號一般很少,因此可以提高遙信電源電壓至220 V以減少遙信的誤報,同時也可以解決繼電器接點老化導致的接觸不良問題。
提高輔助電源抗干擾性能的方法有以下2種。
(1) 增加二次隔離。通過二次光耦隔離模塊將220 V強電部分與綜合測控的24 V隔離開來。這種方法需要增加單獨的隔離端子,工程環節多、成本較高,在早期的自動化終端設備上應用較多。
(2) 直接將強電引入自動化終端設備上。這種方法比較簡單,無中間轉換環節,可靠性好,具有較強的實用性。
2.3 軟件去抖法
通過對遙信誤發誤報現象的分析可知,一般電磁干擾或分合動作時接點抖動導致的遙信誤報,是由于變位時間間隔比較短,而正常的變位遙信不可能在短時間內反復動作。此類問題可以通過軟件的去抖算法予以解決。
如果在Δt時間內發生頻繁的遙信變位,比如10 ms內發生15次遙信變位,考慮到這些變位信號均為誤遙信,可通過軟件自動過濾自動化終端設備信號,避免誤遙信上送主站。
2.4 工藝隔離法
(1) 針對強電磁干擾,可通過完善施工工藝進行有效屏蔽,如選用屏蔽電纜并正確接地。
(2) 使用雙絞線。利用雙絞線感應的干擾電壓接近又互相抵消的原理,降低感應耦合的差模干擾。
(3) 合理布線。將強電信號線和弱電信號線分開布線,進行必要隔離以使信號電纜盡量避開電力電纜,增大2者之間的距離,減少信號傳輸的中間環節。
(4) 改造二次信號回路,確保信號源的可靠傳輸。站內級聯用的通信線路建議采用光纖網絡,以提高抗干擾能力。
2.5 雙重條件判斷法
雙重條件判斷開關位置,即通過開關位置信號和有無電流來判斷開關位置。
如開關在合位,此時有變位信號,可再加上電流數據判斷此變位信號:若有電流,則判斷此變位信號為誤發信號,不予上送;若無電流,則將此分位信號送予主站。
2014年11月,該公司完成遙信誤報的治理后,其遙信動作正確率平均值從42.26 %提高到95.30 %,遙信誤報明顯減少,提高了自動化監控系統反映電網運行狀態的可靠性和準確性。
為了保持低遙信誤報率,需要對上述治理方法進行定期鞏固,具體有以下幾個措施:
(1) 對以后要增加的所有二次回路接點遙信一律延時500 ms,以消除接點受震動造成的抖動和接點開啟(閉合)過程中的抖動;
(2) 新上信號采用的二次電纜一律采用屏蔽電纜并使其良好接地;
(3) 在施工時,一定要按照施工工藝接好RS-485傳輸線及屏蔽層,并檢查落實;
(4) 二次回路遙信電源采用直流220 V電源并列入變電站遙信回路設計規范。
遙信誤報現象時有發生,嚴重威脅著調度自動化、配電自動化系統的運行和調度對電網的監控。在對現場調查的基礎上,對遙信誤報進行了治理,并提供了鞏固措施,提高了遙信的可靠性,降低了調度員和值班員的監控工作強度,為電網的安全運行打下了良好的基礎,為事故分析提供了可靠依據。除此之外,還減少了電力生產單位的檢查維護次數,節約了維護成本。
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2017-03-15。
肖智超(1987—),男,工程師,主要從事調度自動化、配電自動化、電力系統二次相關工作,email:xzcczxxiao@qq.com。