变电系统自动化安装中常出现的问题探讨

　　配电自动化系统是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将配电网的在线和离线数据、电网和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,实现在地理信息背景下配网正常运行时和系统检测、控制配电管理、用户管理及事故情况下的检测、保护和故障自动定位、隔离、网络重构等功能的自动化系统。配电自动化在我国起步比较晚,九十年代才开始得到广泛重视,但发展却很快。在目前我国的现状下,其发展和推广应用具有重要意义。市局级的供电系统的城网配电自动化,主要是市及郊区的送配电线网络。其配电自动化的目的是对城网所辖全部开闭所、部分柱上开关进行监控,既完成RTU的“三遥”功能,又具有故障状态的识别功能,以便实现城区配电网正常运行时的在线检测、网络重构、以及配网故障时的故障隔离,以及非故障区域快速恢复供电。同时,对全部配电变压器运行状况进行检测,并形成配电变压器负荷曲线。
　　1遥信信号的误动与抖动问题
　　遥信信号直接反映了变电站相关设备的运行状态,是电网调度中最重要的信号之一,因此,其可靠性、准确性非常重要。
　　1.1产生原因
　　(1)辅助接点不对位或接触不良。开关位置信号一般直接取自开关的辅助接点,由于开关经常操作,辅助接点的机械传动部分出现间隙,加上开关动作时的震动,造成辅助接点不对位或接触不良,引起遥信误动或不动;辅助接点表面氧化而接触不良,在接触的过程中时通时断,引起遥信短时间的抖动。对取自二次回路信号继电器的遥信,由于一些信号继电器的性能不稳,在直流电源出现波动时工作不稳定,出现电颤,引起遥信信号无规律的误动或抖动;信号继电器触点不良造成遥信误动或抖动。由于以上一、二次设备的问题而引起遥信误动或抖动,可通过对一次设备检修、试验来发现解决,而二次设备的问题比较难发现,需仔细检查、试验,对于有问题的继电器要及时检修或更换。综合自动化装置的遥信信号大多是采集装置HWJ、TWJ,在运行过程中由于装置自身不稳定或装置电源引起运行变位,也会造成遥信信号误发,这需要提高变电站直流电源的精度。
　　(2)遥信采集装置自身的问题。遥信信号输入电路设计的不合理。遥信接点一般为无源空接点,由采集装置提供辅助电源(一般为+24V),从遥信接点到采集装置需要经过较长的电缆,长线传输会耦合较大的静电干扰,这就要求采集装置改进遥信输入电路,使其具有较强的抗差模干扰和较好的抗工频干扰特性,否则遥信会经常出现误动或连续抖动。在遥信采集和处理的软件上,应设计数字滤波和软件去抖功能。
　　1.2改进方法
　　(1)采用双位置遥信。一个真正的遥信变位信号,通过两个遥信信号来综合判别。如从开关的辅助装置上取两对常开/常闭接点,或一对常开和一对常闭接点,也可以取一对辅助接点,再从间接反映开关状态的设备(跳、合闸位置继电器)中取一对接点,这两个遥信信号通过采集装置采集,直接传送到主站系统,由主站系统进行逻辑处理,判断为一个真正的遥信信号时再发送。此方法能有效地防止遥信抖动,也能在一定程度上防止遥信误动。但是这种做法带来了另一些问题,一是变电站的遥信量增加了1倍,二是现场的工作量和施工难度增加了数倍,而且增加了采集装置的采集和处理负担,也增大了主站系统的处理工作量,同时给现场的调试、实验和今后的维护工作带来了麻烦。故对于一些重要或关键的接点可以采用本办法。
　　(2)提高遥信输入电压。遥信的辅助电源直接取自二次系统的直流电源110/220V,这种方法可以有效地防止静电干扰,但将直流220V通过遥信电缆引入采集装置,对遥信的采集、调试和维护带来了安全问题,同时由于遥信回路的故障可能会导致直流系统发生接地等故障,给直流系统带来了不安全因素。优化采集装置的遥信采集电路,采用屏蔽电缆传输遥信信号,改进软件功能,这种方法最简单、最方便,可以解决大多数的遥信抖动问题。对于某些经常发生误动或抖动的遥信可以采用遥信转换方式或双位置遥信方式单独解决。
　　2遥信信号的实时性问题
　　采用远动装置直接采集遥信信号时,其实时性一般都能保障,但采用综合自动化装置或通过微机保护装置传送来的软遥信,其实时性难以保障。这是由于从遥信采集到最后向主站传送来的过程中的处理、传送等环节太多,造成遥信延时。这方面目前没有较好的解决办法,只好改进综合自动化系统的采集、处理和传送的硬件和软件及内部的通讯方式。微机保护的遥信信号以空接点的形式提供,当无法提供空接点时,可提高通讯速率或可用多个通讯口来与保护单元通讯,这样可缓解一个通讯与太多保护单元通讯时的各种延时问题。
　　3遥控动作时误发“控制回路断线”遥信问题
　　为了判断开关操作回路是否断线,常用将TWJ(跳闸位置继电器)和HWJ(合闸位置继电器)的一组常闭接点相串联作为遥信的方法判别,但由于两只继电器的动作时间难以保持一致,造成在遥控操作瞬间误发“控制回路断线”信号。这种现象在常规变电站也存在,但表现只是“控制回路断线”光字牌闪一下而已,然而在变电站无人值班后,误发的信号却被记录下来并告警。对这种情况,生产厂家可采用软件判别的方法,对仅存在几到几十毫秒的“控制回路断线”信号忽略便可,对用户可使用带延时的继电器的方法。
　　4遥控功能的可靠性问题
　　不同变电站的二次回路设计不同,这就要求遥控装置提供多对输出接点以适应不同的二次回路。一般遥控装置应提供:合、分接点,重合放电接点,事故总信号自动投、切点,重合闸闭锁接点等。
　　遥控输出接点一般直接接入二次回路,这就要求继电器分接点的容量应能满足二次回路的要求,合、分执行继电器的触点容量为:DC220V/5A,以确保工作时灭弧能力,其余执行继电器的触点所接的回路的工作电流很小,对其触点接的回路的工作电流很小,对其触点容量的要求可以降低。要注意的是,如果用遥控执行继电器去分合较大的电感负载,就要加带灭弧能力的直流接触器。例如在老变电站无人值班改造中的信号总复归继电器,如信号继电器仍使用原来的电磁型的,对一个普通110kV变电站将有数只信号继电器,此时分合电流将达7A左右且是感性负载,一般继电器是难以胜任的。处理办法是采用接触器或将信号继电器换成复归电流极小的集成电路信号继电器。
　　由于操作可分为远方和当地2种方式,故2种操作应互为闭锁。如果某单位自动化(远动)和继电保护在管理模式上不在一个部门,为了维护和事故分析的方便,远方和当地切换开关应使远方操作和当地操作相互独立,不应有电联系。
　　5遥测精度问题
　　远动使用的遥测数据要直接接入变电站的测量回路的,不应从保护用的测量回路接入。对于传统的直流采样方式,影响遥测数据精度的主要因素有:
　　(1)变送器的零漂和线性误差直接影响了遥测采集的精度。需要定时校验变送器装置的线性和误差。
　　(2)遥测采集装置的自身误差,零漂、A/D的误差、输入回路的硬件误差等,需要采用自校准、自补偿技术来实时调整。
　　(3)A/D转换器两边电源应隔离,可采作DC-DC电源模块来进行模拟输入回路与数字量输出回路的电源隔离(不共地),以减小相互的影响。
　　对于采用交流采样方式的站端设备,RTU生产厂应确保采样算法的正确性、先进性和稳定性。采样装置硬件自身的不一致性应通过校准,来补偿其硬件误差。
　　6脉冲电度量的采集问题
　　脉冲电度量的来源一般为电量变送器或脉冲电度表。由于脉冲电量采集是累计电量脉冲的个数,这样要求脉冲采集装置要有较强的抗干扰性,一般要求脉冲的宽度要足够宽,脉冲幅值应大些,同时采集装置要有较好的数字滤波和抗干扰处理。
　　电量采集是连续方式,这要求采集装置有后备电源支持,在系统失电后,电量采集模块应能继续采集。对于改造的脉冲表或电量变差器建议自带辅助电源,不需要外界再提供电源,以免因电源故障引起累计误差。
　　7SOE问题
　　SOE事项顺序记录,是提高处理电网事故的应变能力和提供准确分析事故的重要手段。由于SOE分辨率较高,系统统一时钟是SOE正确运行的前提之一。目前一般采用的是由主站系统向各个分站校时,但由于通道不同,设备不同,造成SOE的时钟并不统一。解决这一问题的最好办法是所有站端设备统一配备GPS时钟,但这样的投资较大,因此,一般要求站端装置改进自身的校时处理方式,接受下发的校时时钟和时钟修正偏差值,并返送自身的时间值等,尽量减小系统统一时钟的偏差。
　　8通道的防雷问题
　　为确保RTU和主站的安全,RTU和主站端都应有良好的接地,以防止雷电和操作引起的过电压造成设备的损害。这对采用音频电缆作为通道的情况影响最大,因为此时RTU和主站间有直接电联系。对这种情况,最好能在音频电缆两端加音频隔离变压器。
　　结束语
　　目前,该系统已投入使用。从运行状况来看,已经达到该系统的基本要求。可以完成对柱上开关的遥控,且可靠性较高。其他功能正在逐步完善,届时将使该地区完全实现配电网的自动化。
　　