強(qiáng)凱 開封縣供電有限公司 河南 開封475100
摘要:文中對(duì)無(wú)人值班變電所及調(diào)度自動(dòng)化整個(gè)系統(tǒng)干擾的來(lái)源、傳播途徑及危害進(jìn)行了分析,并從抑制干擾源、切斷傳播途徑和提高設(shè)備本身抗干擾能力三個(gè)方面就如何解決好無(wú)人值班變電所抗干擾及調(diào)度系統(tǒng)可靠性問題提出了具體措施。
關(guān)鍵詞:誤信號(hào) 危害 來(lái)源 預(yù)防 措施
1.引言
由于電力系統(tǒng)規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式日益復(fù)雜,單純依靠人力來(lái)監(jiān)視電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、正確而及時(shí)地進(jìn)行各項(xiàng)操作、迅速的處理事故已經(jīng)是不可能的了。必須應(yīng)用現(xiàn)代的控制理論、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖象顯示技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的最新成果來(lái)實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化,以便更好的提高供電部門的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。電力系統(tǒng)調(diào)度
自動(dòng)化在我國(guó)雖然有了一段時(shí)間的發(fā)展,但對(duì)于縣級(jí)調(diào)度來(lái)說(shuō)也是處于剛剛起步狀態(tài),對(duì)作為這樣一個(gè)知識(shí)密集型崗位的管理和維護(hù)人員來(lái)說(shuō)最大的困惑莫過于誤信號(hào)所引起的遙測(cè)精度不夠、遙信誤報(bào)、遙控遙調(diào)不可靠。而引起誤信號(hào)的最主要的原因是由于二次設(shè)備的干擾所造成的,其次是惡劣自然條件的影響。
作為廠站端的變電站是二次設(shè)備主要存在區(qū),由于變電站生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多,受到各類干擾產(chǎn)生誤信號(hào)影響到調(diào)度系統(tǒng)
自動(dòng)化的“五遙”功能也是必然的。在所有的干擾源中電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量?jī)x器、儀表、繼電保護(hù)及安全控制裝置等影響較大。
2.干擾產(chǎn)生的原因及危害
2.1干擾產(chǎn)生的原因
復(fù)雜和惡劣的工作環(huán)境是產(chǎn)生電磁干擾的源頭,電器設(shè)備有時(shí)直接或間接受到外部影響,如焊接作業(yè)的電火花、設(shè)備操作過壓、大氣環(huán)境過壓、無(wú)線對(duì)講設(shè)備高頻電波、大容量電機(jī)和開關(guān)設(shè)備等。又如電力系統(tǒng)接地故障時(shí),工頻故障電流流入接地網(wǎng)不同兩點(diǎn)間將呈現(xiàn)較大的電位差(其最大值可達(dá)每千安故障電流10伏特;惡劣天氣雷擊等外部干擾;變壓器在停送電時(shí)的勵(lì)磁反應(yīng);電壓波動(dòng)、系統(tǒng)多點(diǎn)接地電位差;無(wú)蓄電池,變電站繼電保護(hù)
電源濾波不好或浮充電供電品質(zhì)差等內(nèi)部的干擾。
由于電磁干擾方式不同,有些又可稱為輻射干擾。比如在電器設(shè)備周圍進(jìn)行焊接作業(yè)、無(wú)線對(duì)講機(jī)聯(lián)系、高壓試驗(yàn)等形成電磁場(chǎng)直接對(duì)設(shè)備干擾產(chǎn)生誤信號(hào)。另外由于各設(shè)備間布局部線不太合理,相鄰或相連設(shè)備之間存有電容、電感或者絕緣薄弱漏電的耦合型干擾等,實(shí)踐證明僅有1V,2V;干擾信號(hào)與實(shí)際測(cè)量信號(hào)疊加起來(lái)回使測(cè)量裝置大幅度偏離實(shí)際值。
在理想的情況下,優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)應(yīng)該提供具有正弦波形的電壓。但在實(shí)際中供電電壓的波形會(huì)由于某些原因而偏離正弦波形,即產(chǎn)生諧波。我們所說(shuō)的供電系統(tǒng)中的諧波是指一些頻率為基波頻率整數(shù)倍的正弦波分量,又稱為高次諧波。在供電系統(tǒng)中,產(chǎn)生諧波的根本原因是由于給具有非線性阻抗特性的電氣設(shè)備供電的結(jié)果。這些非線性負(fù)荷在工作時(shí)向
電源反饋高次諧波,導(dǎo)致供電系統(tǒng)的電壓、電流波形畸變,使某些變送器采到的量偏離實(shí)際。因此,諧波也是調(diào)度系統(tǒng)
自動(dòng)化傳輸中的弊端之一。這些測(cè)量結(jié)果經(jīng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)傳到主站端已經(jīng)是一些精度很低的值了。這也是工作當(dāng)中很容易被忽略的問題。因此這些引起誤報(bào)的方式和地點(diǎn)都要重點(diǎn)防范。
2.2誤信號(hào)的危害
廠站端二次設(shè)備干擾所造成的誤信號(hào)往往容易被忽視,普遍輕視干擾造成的誤信號(hào)是電力生產(chǎn)過程中常見的弊端。人們對(duì)干擾信號(hào)究竟有多大危害沒有足夠的認(rèn)識(shí),首先干擾引起的誤信號(hào)使主站端的調(diào)度員通過遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)視到信號(hào)以后,不能做出正確的決策、如遙信的誤報(bào),影響了對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行正常與否的判斷。干擾所產(chǎn)生的結(jié)果還可以使廠站端測(cè)量?jī)x器、儀表的準(zhǔn)確度、特別是數(shù)字儀表失準(zhǔn),使監(jiān)視的結(jié)果偏離實(shí)際值(這間接影響著調(diào)度主站的測(cè)量精度),輕側(cè)影響對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)監(jiān)視,重側(cè)影響安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益(如有功電度表計(jì)量)。其次由于干擾引起的開關(guān)電路翻轉(zhuǎn)并使數(shù)字電路中發(fā)生誤傳數(shù)據(jù)或地址,造成邏輯紊亂、計(jì)算機(jī)程序錯(cuò)誤、或數(shù)據(jù)丟失,嚴(yán)重時(shí)引起保護(hù)延時(shí)、誤動(dòng)、拒動(dòng)、或裝置死機(jī)等,較強(qiáng)的干擾信號(hào)還可造成電子設(shè)備的性能降低,以至使設(shè)備損壞等。另外在短路器操作送電容空載線路時(shí)產(chǎn)生的高頻振蕩,線路電壓互感器的諧振、甚至能使設(shè)備瞬間毀掉。
4.預(yù)防及抑制措施
4.1隔離措施
采用光電耦合器,使電器測(cè)量的開關(guān)信號(hào)在電器上完全隔離,可實(shí)現(xiàn)地電位的隔離,對(duì)抑制共模干擾較為有效;采用隔離變壓器,如電壓、電流、直流逆變
電源、導(dǎo)引線保護(hù)等,避免將弱
電信號(hào)與電力線放在同一根電纜中,將信號(hào)電纜、控制電纜、電力電纜分層敷設(shè),避免測(cè)量回路與強(qiáng)電回路采用同一接地線等。
4.2電場(chǎng)屏蔽
良導(dǎo)體制成的法拉第籠接地良好,以保證零電位、阻止屏蔽設(shè)備外的電場(chǎng)進(jìn)入屏蔽體內(nèi)部。磁場(chǎng)屏蔽,在低頻段要采用導(dǎo)磁材料較好的硅鋼等金屬作為屏蔽體,使干擾磁體的磁力線沿磁阻較小的屏蔽層通過。在高頻段采用上述兩種屏蔽方式,利用屏蔽體阻止高頻電磁場(chǎng)在空間的傳播,利用金屬導(dǎo)體對(duì)電磁波的反射衰減和吸收衰減,當(dāng)電磁波射入金屬屏蔽層時(shí),由于電磁波阻抗的不同一部分被反射,另一部分在金屬屏蔽層內(nèi)形成渦流而損失,即吸收消耗。如采用帶有鎧裝鉛包屏蔽的控制電纜,其屏蔽層在控制室兩端可靠良好地接地,可以有效地消減地點(diǎn)位升高對(duì)儀表和繼電保護(hù)的干擾,以制止信號(hào)的上傳誤報(bào)。電纜有中間過度或中繼連接時(shí)要處理好屏蔽層的連續(xù)性,不要認(rèn)為信號(hào)電纜是低壓設(shè)備而忽視絕緣狀態(tài)。要保證測(cè)量電纜有良好地絕緣層或干燥環(huán)境;測(cè)量回路二次插件的屏蔽層要在保護(hù)屏處可靠接地,禁止使用電纜芯線兩端接地作為抗干擾措施。
4.3接地措施
如電壓互感器二次中性點(diǎn)接地與電流互感器二次電流回路的接地,宜選在控制室接地;高頻保護(hù)的接地點(diǎn)與一次接地線的接地點(diǎn)要有3至5米的距離有時(shí)要用多根電纜接地;繼電保護(hù)的交流電壓、交流電流和直流進(jìn)線有時(shí)為了消除高頻干擾,在進(jìn)入測(cè)量裝置前先經(jīng)電容接地,經(jīng)過抗干擾后引入裝置的引線還應(yīng)遠(yuǎn)離直流操作
電源及高頻回路的導(dǎo)線,不要習(xí)慣地將同一方向的引線捆綁在一起。
主站端除有嚴(yán)格的接地裝置外,地板都要敷設(shè)成防靜電地板,電源室要配備有足夠容量的UPS電源,因?yàn)榉(wěn)定的
電源也是防止干擾減少誤信號(hào)產(chǎn)生的重要原因之一。廠站端的測(cè)量繼電器要進(jìn)行1MHZ脈沖群干擾實(shí)驗(yàn)、靜電放電實(shí)驗(yàn)(一般選用8KV實(shí)驗(yàn)電壓)、電磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和快速瞬變干擾實(shí)驗(yàn);對(duì)有可能在繼電保護(hù)周圍使用對(duì)講機(jī)的場(chǎng)所進(jìn)行無(wú)線電干擾實(shí)驗(yàn),否則在其附近禁止使用無(wú)線對(duì)講機(jī)或改進(jìn)屏蔽措施;廠站端敷設(shè)電纜要選好位置盡量遠(yuǎn)離高壓母線或避免與之平行,盡量遠(yuǎn)離電容或電壓互感器等電容設(shè)備,動(dòng)力電纜與控制電纜不要放在同一電纜架層,信號(hào)電壓較弱的電纜尤其要遠(yuǎn)離電力或信號(hào)電壓較強(qiáng)的電纜。
合理布置和安排電纜走向減少和消除由于寄生電壓的干擾所引起繼電器接點(diǎn)抖動(dòng)而引起某些遙信量的誤報(bào)。另外廠站端和主站端都應(yīng)提高設(shè)備的自身抗干擾性能,采用性能可靠的濾波裝置使整流后的輸出電壓波紋系數(shù)小于5%;加強(qiáng)接地銅排的接地保養(yǎng),消除氧化和腐蝕對(duì)接地性能的危害,保護(hù)屏或保護(hù)裝置的接地應(yīng)有兩個(gè)以上的可靠接地點(diǎn),并且接地電阻要定期進(jìn)行測(cè)試檢查等。
6.結(jié)束語(yǔ)
以上這些措施若能防范到位的話,對(duì)調(diào)度系統(tǒng)
自動(dòng)化的遙測(cè)精度、遙信正確率、遙視分辨率以及遙控、謠調(diào)的可靠性都會(huì)有一個(gè)明顯的提高。
參考文獻(xiàn):
1. 劉國(guó)林 編著.《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)》.電子工業(yè)出版社
2. 路宏敏 編著.《工程電磁兼容》.西安電子科技大學(xué)出版社
3. 黃耀峰,王傳良等編著.《電子電氣設(shè)備的電路隔離技術(shù)》.
4. 申偉編著.《淺談智能建筑的防雷接地 》.華中科技大學(xué)出版社
作者簡(jiǎn)介
強(qiáng)凱:男, 1975-12,助理工程師,先后從事過變電運(yùn)行、電氣實(shí)驗(yàn)、變電檢修與維護(hù),現(xiàn)從事調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化的維護(hù)和管理工作,工作負(fù)責(zé)人。
地址:河南省開封縣祥符大道99號(hào)
開封縣供電公司調(diào)通中心遠(yuǎn)動(dòng)班
郵編:475100