變電系統(tǒng)自動化安裝中常出現(xiàn)的問題探討

　　配電自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)的在線和離線數(shù)據(jù)、電網(wǎng)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成,實現(xiàn)在地理信息背景下配網(wǎng)正常運行時和系統(tǒng)檢測、控制配電管理、用戶管理及事故情況下的檢測、保護和故障自動定位、隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能的自動化系統(tǒng)。配電自動化在我國起步比較晚,九十年代才開始得到廣泛重視,但發(fā)展卻很快。在目前我國的現(xiàn)狀下,其發(fā)展和推廣應(yīng)用具有重要意義。市局級的供電系統(tǒng)的城網(wǎng)配電自動化,主要是市及郊區(qū)的送配電線網(wǎng)絡(luò)。其配電自動化的目的是對城網(wǎng)所轄全部開閉所、部分柱上開關(guān)進行監(jiān)控,既完成RTU的“三遙”功能,又具有故障狀態(tài)的識別功能,以便實現(xiàn)城區(qū)配電網(wǎng)正常運行時的在線檢測、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、以及配網(wǎng)故障時的故障隔離,以及非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電。同時,對全部配電變壓器運行狀況進行檢測,并形成配電變壓器負(fù)荷曲線。

　　1遙信信號的誤動與抖動問題

　　遙信信號直接反映了變電站相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài),是電網(wǎng)調(diào)度中最重要的信號之一,因此,其可靠性、準(zhǔn)確性非常重要。

　　1.1產(chǎn)生原因

　　(1)輔助接點不對位或接觸不良。開關(guān)位置信號一般直接取自開關(guān)的輔助接點,由于開關(guān)經(jīng)常操作,輔助接點的機械傳動部分出現(xiàn)間隙,加上開關(guān)動作時的震動,造成輔助接點不對位或接觸不良,引起遙信誤動或不動;輔助接點表面氧化而接觸不良,在接觸的過程中時通時斷,引起遙信短時間的抖動。對取自二次回路信號繼電器的遙信,由于一些信號繼電器的性能不穩(wěn),在直流電源出現(xiàn)波動時工作不穩(wěn)定,出現(xiàn)電顫,引起遙信信號無規(guī)律的誤動或抖動;信號繼電器觸點不良造成遙信誤動或抖動。由于以上一、二次設(shè)備的問題而引起遙信誤動或抖動,可通過對一次設(shè)備檢修、試驗來發(fā)現(xiàn)解決,而二次設(shè)備的問題比較難發(fā)現(xiàn),需仔細(xì)檢查、試驗,對于有問題的繼電器要及時檢修或更換。綜合自動化裝置的遙信信號大多是采集裝置HWJ、TWJ,在運行過程中由于裝置自身不穩(wěn)定或裝置電源引起運行變位,也會造成遙信信號誤發(fā),這需要提高變電站直流電源的精度。

　　(2)遙信采集裝置自身的問題。遙信信號輸入電路設(shè)計的不合理。遙信接點一般為無源空接點,由采集裝置提供輔助電源(一般為+24V),從遙信接點到采集裝置需要經(jīng)過較長的電纜,長線傳輸會耦合較大的靜電干擾,這就要求采集裝置改進遙信輸入電路,使其具有較強的抗差模干擾和較好的抗工頻干擾特性,否則遙信會經(jīng)常出現(xiàn)誤動或連續(xù)抖動。在遙信采集和處理的軟件上,應(yīng)設(shè)計數(shù)字濾波和軟件去抖功能。

　　1.2改進方法

　　(1)采用雙位置遙信。一個真正的遙信變位信號,通過兩個遙信信號來綜合判別。如從開關(guān)的輔助裝置上取兩對常開/常閉接點,或一對常開和一對常閉接點,也可以取一對輔助接點,再從間接反映開關(guān)狀態(tài)的設(shè)備(跳、合閘位置繼電器)中取一對接點,這兩個遙信信號通過采集裝置采集,直接傳送到主站系統(tǒng),由主站系統(tǒng)進行邏輯處理,判斷為一個真正的遙信信號時再發(fā)送。此方法能有效地防止遙信抖動,也能在一定程度上防止遙信誤動。但是這種做法帶來了另一些問題,一是變電站的遙信量增加了1倍,二是現(xiàn)場的工作量和施工難度增加了數(shù)倍,而且增加了采集裝置的采集和處理負(fù)擔(dān),也增大了主站系統(tǒng)的處理工作量,同時給現(xiàn)場的調(diào)試、實驗和今后的維護工作帶來了麻煩。故對于一些重要或關(guān)鍵的接點可以采用本辦法。

　　(2)提高遙信輸入電壓。遙信的輔助電源直接取自二次系統(tǒng)的直流電源110/220V,這種方法可以有效地防止靜電干擾,但將直流220V通過遙信電纜引入采集裝置,對遙信的采集、調(diào)試和維護帶來了安全問題,同時由于遙信回路的故障可能會導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生接地等故障,給直流系統(tǒng)帶來了不安全因素。優(yōu)化采集裝置的遙信采集電路,采用屏蔽電纜傳輸遙信信號,改進軟件功能,這種方法最簡單、最方便,可以解決大多數(shù)的遙信抖動問題。對于某些經(jīng)常發(fā)生誤動或抖動的遙信可以采用遙信轉(zhuǎn)換方式或雙位置遙信方式單獨解決。

　　2遙信信號的實時性問題

　　采用遠(yuǎn)動裝置直接采集遙信信號時,其實時性一般都能保障,但采用綜合自動化裝置或通過微機保護裝置傳送來的軟遙信,其實時性難以保障。這是由于從遙信采集到最后向主站傳送來的過程中的處理、傳送等環(huán)節(jié)太多,造成遙信延時。這方面目前沒有較好的解決辦法,只好改進綜合自動化系統(tǒng)的采集、處理和傳送的硬件和軟件及內(nèi)部的通訊方式。微機保護的遙信信號以空接點的形式提供,當(dāng)無法提供空接點時,可提高通訊速率或可用多個通訊口來與保護單元通訊,這樣可緩解一個通訊與太多保護單元通訊時的各種延時問題。

　　3遙控動作時誤發(fā)“控制回路斷線”遙信問題

　　為了判斷開關(guān)操作回路是否斷線,常用將TWJ(跳閘位置繼電器)和HWJ(合閘位置繼電器)的一組常閉接點相串聯(lián)作為遙信的方法判別,但由于兩只繼電器的動作時間難以保持一致,造成在遙控操作瞬間誤發(fā)“控制回路斷線”信號。這種現(xiàn)象在常規(guī)變電站也存在,但表現(xiàn)只是“控制回路斷線”光字牌閃一下而已,然而在變電站無人值班后,誤發(fā)的信號卻被記錄下來并告警。對這種情況,生產(chǎn)廠家可采用軟件判別的方法,對僅存在幾到幾十毫秒的“控制回路斷線”信號忽略便可,對用戶可使用帶延時的繼電器的方法。

　　4遙控功能的可靠性問題

　　不同變電站的二次回路設(shè)計不同,這就要求遙控裝置提供多對輸出接點以適應(yīng)不同的二次回路。一般遙控裝置應(yīng)提供:合、分接點,重合放電接點,事故總信號自動投、切點,重合閘閉鎖接點等。

　　遙控輸出接點一般直接接入二次回路,這就要求繼電器分接點的容量應(yīng)能滿足二次回路的要求,合、分執(zhí)行繼電器的觸點容量為:DC220V/5A,以確保工作時滅弧能力,其余執(zhí)行繼電器的觸點所接的回路的工作電流很小,對其觸點接的回路的工作電流很小,對其觸點容量的要求可以降低。要注意的是,如果用遙控執(zhí)行繼電器去分合較大的電感負(fù)載,就要加帶滅弧能力的直流接觸器。例如在老變電站無人值班改造中的信號總復(fù)歸繼電器,如信號繼電器仍使用原來的電磁型的,對一個普通110kV變電站將有數(shù)只信號繼電器,此時分合電流將達(dá)7A左右且是感性負(fù)載,一般繼電器是難以勝任的。處理辦法是采用接觸器或?qū)⑿盘柪^電器換成復(fù)歸電流極小的集成電路信號繼電器。

　　由于操作可分為遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)?種方式,故2種操作應(yīng)互為閉鎖。如果某單位自動化(遠(yuǎn)動)和繼電保護在管理模式上不在一個部門,為了維護和事故分析的方便,遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)厍袚Q開關(guān)應(yīng)使遠(yuǎn)方操作和當(dāng)?shù)夭僮飨嗷オ毩?不應(yīng)有電聯(lián)系。

　　5遙測精度問題

　　遠(yuǎn)動使用的遙測數(shù)據(jù)要直接接入變電站的測量回路的,不應(yīng)從保護用的測量回路接入。對于傳統(tǒng)的直流采樣方式,影響遙測數(shù)據(jù)精度的主要因素有:

　　(1)變送器的零漂和線性誤差直接影響了遙測采集的精度。需要定時校驗變送器裝置的線性和誤差。

　　(2)遙測采集裝置的自身誤差,零漂、A/D的誤差、輸入回路的硬件誤差等,需要采用自校準(zhǔn)、自補償技術(shù)來實時調(diào)整。

　　(3)A/D轉(zhuǎn)換器兩邊電源應(yīng)隔離,可采作DC-DC電源模塊來進行模擬輸入回路與數(shù)字量輸出回路的電源隔離(不共地),以減小相互的影響。

　　對于采用交流采樣方式的站端設(shè)備,RTU生產(chǎn)廠應(yīng)確保采樣算法的正確性、先進性和穩(wěn)定性。采樣裝置硬件自身的不一致性應(yīng)通過校準(zhǔn),來補償其硬件誤差。

　　6脈沖電度量的采集問題

　　脈沖電度量的來源一般為電量變送器或脈沖電度表。由于脈沖電量采集是累計電量脈沖的個數(shù),這樣要求脈沖采集裝置要有較強的抗干擾性,一般要求脈沖的寬度要足夠?qū)?脈沖幅值應(yīng)大些,同時采集裝置要有較好的數(shù)字濾波和抗干擾處理。

　　電量采集是連續(xù)方式,這要求采集裝置有后備電源支持,在系統(tǒng)失電后,電量采集模塊應(yīng)能繼續(xù)采集。對于改造的脈沖表或電量變差器建議自帶輔助電源,不需要外界再提供電源,以免因電源故障引起累計誤差。

　　7SOE問題

　　SOE事項順序記錄,是提高處理電網(wǎng)事故的應(yīng)變能力和提供準(zhǔn)確分析事故的重要手段。由于SOE分辨率較高,系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘是SOE正確運行的前提之一。目前一般采用的是由主站系統(tǒng)向各個分站校時,但由于通道不同,設(shè)備不同,造成SOE的時鐘并不統(tǒng)一。解決這一問題的最好辦法是所有站端設(shè)備統(tǒng)一配備GPS時鐘,但這樣的投資較大,因此,一般要求站端裝置改進自身的校時處理方式,接受下發(fā)的校時時鐘和時鐘修正偏差值,并返送自身的時間值等,盡量減小系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘的偏差。

　　8通道的防雷問題

　　為確保RTU和主站的安全,RTU和主站端都應(yīng)有良好的接地,以防止雷電和操作引起的過電壓造成設(shè)備的損害。這對采用音頻電纜作為通道的情況影響最大,因為此時RTU和主站間有直接電聯(lián)系。對這種情況,最好能在音頻電纜兩端加音頻隔離變壓器。

　　結(jié)束語

　　目前,該系統(tǒng)已投入使用。從運行狀況來看,已經(jīng)達(dá)到該系統(tǒng)的基本要求。可以完成對柱上開關(guān)的遙控,且可靠性較高。其他功能正在逐步完善,屆時將使該地區(qū)完全實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化。