強凱 開封縣供電有限公司 河南 開封475100
摘要:文中對無人值班變電所及調度自動化整個系統干擾的來源、傳播途徑及危害進行了分析,并從抑制干擾源、切斷傳播途徑和提高設備本身抗干擾能力三個方面就如何解決好無人值班變電所抗干擾及調度系統可靠性問題提出了具體措施。
關鍵詞:誤信號 危害 來源 預防 措施
1.引言
由于電力系統規模和容量的不斷擴大,系統結構、運行方式日益復雜,單純依靠人力來監視電力系統的運行狀態、正確而及時地進行各項操作、迅速的處理事故已經是不可能的了。必須應用現代的控制理論、電子技術、計算機技術、圖象顯示技術等科學技術的最新成果來實現電力調度系統的自動化,以便更好的提高供電部門的經濟效益和社會效益。電力系統調度
自動化在我國雖然有了一段時間的發展,但對于縣級調度來說也是處于剛剛起步狀態,對作為這樣一個知識密集型崗位的管理和維護人員來說最大的困惑莫過于誤信號所引起的遙測精度不夠、遙信誤報、遙控遙調不可靠。而引起誤信號的最主要的原因是由于二次設備的干擾所造成的,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備主要存在區,由于變電站生產環節較多,受到各類干擾產生誤信號影響到調度系統
自動化的“五遙”功能也是必然的。在所有的干擾源中電場和磁場對測量儀器、儀表、繼電保護及安全控制裝置等影響較大。
2.干擾產生的原因及危害
2.1干擾產生的原因
復雜和惡劣的工作環境是產生電磁干擾的源頭,電器設備有時直接或間接受到外部影響,如焊接作業的電火花、設備操作過壓、大氣環境過壓、無線對講設備高頻電波、大容量電機和開關設備等。又如電力系統接地故障時,工頻故障電流流入接地網不同兩點間將呈現較大的電位差(其最大值可達每千安故障電流10伏特;惡劣天氣雷擊等外部干擾;變壓器在停送電時的勵磁反應;電壓波動、系統多點接地電位差;無蓄電池,變電站繼電保護
電源濾波不好或浮充電供電品質差等內部的干擾。
由于電磁干擾方式不同,有些又可稱為輻射干擾。比如在電器設備周圍進行焊接作業、無線對講機聯系、高壓試驗等形成電磁場直接對設備干擾產生誤信號。另外由于各設備間布局部線不太合理,相鄰或相連設備之間存有電容、電感或者絕緣薄弱漏電的耦合型干擾等,實踐證明僅有1V,2V;干擾信號與實際測量信號疊加起來回使測量裝置大幅度偏離實際值。
在理想的情況下,優質的電力供應應該提供具有正弦波形的電壓。但在實際中供電電壓的波形會由于某些原因而偏離正弦波形,即產生諧波。我們所說的供電系統中的諧波是指一些頻率為基波頻率整數倍的正弦波分量,又稱為高次諧波。在供電系統中,產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備供電的結果。這些非線性負荷在工作時向
電源反饋高次諧波,導致供電系統的電壓、電流波形畸變,使某些變送器采到的量偏離實際。因此,諧波也是調度系統
自動化傳輸中的弊端之一。這些測量結果經遠動系統傳到主站端已經是一些精度很低的值了。這也是工作當中很容易被忽略的問題。因此這些引起誤報的方式和地點都要重點防范。
2.2誤信號的危害
廠站端二次設備干擾所造成的誤信號往往容易被忽視,普遍輕視干擾造成的誤信號是電力生產過程中常見的弊端。人們對干擾信號究竟有多大危害沒有足夠的認識,首先干擾引起的誤信號使主站端的調度員通過遠動系統監視到信號以后,不能做出正確的決策、如遙信的誤報,影響了對電力系統運行正常與否的判斷。干擾所產生的結果還可以使廠站端測量儀器、儀表的準確度、特別是數字儀表失準,使監視的結果偏離實際值(這間接影響著調度主站的測量精度),輕側影響對設備的監測監視,重側影響安全生產和經濟效益(如有功電度表計量)。其次由于干擾引起的開關電路翻轉并使數字電路中發生誤傳數據或地址,造成邏輯紊亂、計算機程序錯誤、或數據丟失,嚴重時引起保護延時、誤動、拒動、或裝置死機等,較強的干擾信號還可造成電子設備的性能降低,以至使設備損壞等。另外在短路器操作送電容空載線路時產生的高頻振蕩,線路電壓互感器的諧振、甚至能使設備瞬間毀掉。
4.預防及抑制措施
4.1隔離措施
采用光電耦合器,使電器測量的開關信號在電器上完全隔離,可實現地電位的隔離,對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、導引線保護等,避免將弱
電信號與電力線放在同一根電纜中,將信號電纜、控制電纜、電力電纜分層敷設,避免測量回路與強電回路采用同一接地線等。
4.2電場屏蔽
良導體制成的法拉第籠接地良好,以保證零電位、阻止屏蔽設備外的電場進入屏蔽體內部。磁場屏蔽,在低頻段要采用導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在空間的傳播,利用金屬導體對電磁波的反射衰減和吸收衰減,當電磁波射入金屬屏蔽層時,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位升高對儀表和繼電保護的干擾,以制止信號的上傳誤報。電纜有中間過度或中繼連接時要處理好屏蔽層的連續性,不要認為信號電纜是低壓設備而忽視絕緣狀態。要保證測量電纜有良好地絕緣層或干燥環境;測量回路二次插件的屏蔽層要在保護屏處可靠接地,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;高頻保護的接地點與一次接地線的接地點要有3至5米的距離有時要用多根電纜接地;繼電保護的交流電壓、交流電流和直流進線有時為了消除高頻干擾,在進入測量裝置前先經電容接地,經過抗干擾后引入裝置的引線還應遠離直流操作
電源及高頻回路的導線,不要習慣地將同一方向的引線捆綁在一起。
主站端除有嚴格的接地裝置外,地板都要敷設成防靜電地板,電源室要配備有足夠容量的UPS電源,因為穩定的
電源也是防止干擾減少誤信號產生的重要原因之一。廠站端的測量繼電器要進行1MHZ脈沖群干擾實驗、靜電放電實驗(一般選用8KV實驗電壓)、電磁場實驗和快速瞬變干擾實驗;對有可能在繼電保護周圍使用對講機的場所進行無線電干擾實驗,否則在其附近禁止使用無線對講機或改進屏蔽措施;廠站端敷設電纜要選好位置盡量遠離高壓母線或避免與之平行,盡量遠離電容或電壓互感器等電容設備,動力電纜與控制電纜不要放在同一電纜架層,信號電壓較弱的電纜尤其要遠離電力或信號電壓較強的電纜。
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抖動而引起某些遙信量的誤報。另外廠站端和主站端都應提高設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小于5%;加強接地銅排的接地保養,消除氧化和腐蝕對接地性能的危害,保護屏或保護裝置的接地應有兩個以上的可靠接地點,并且接地電阻要定期進行測試檢查等。
6.結束語
以上這些措施若能防范到位的話,對調度系統
自動化的遙測精度、遙信正確率、遙視分辨率以及遙控、謠調的可靠性都會有一個明顯的提高。
參考文獻:
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3. 黃耀峰,王傳良等編著.《電子電氣設備的電路隔離技術》.
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作者簡介
強凱:男, 1975-12,助理工程師,先后從事過變電運行、電氣實驗、變電檢修與維護,現從事調度系統自動化的維護和管理工作,工作負責人。
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