变电站微机保护抗干扰

变电站微机保护抗干扰（精选8篇）

变电站微机保护抗干扰 第1篇

变电站是一个具有高强度电磁场环境的特殊区域, 其中既有高电压、大电流的一次强电设备, 又有低电压、小电流的二次弱电设备。一次强电设备产生的强烈的电磁骚扰对弱电设备的正常工作构成极大的威胁, 此外供电系统中的骚扰、大气骚扰等都会对弱电设备产生影响。我国超特高压电网建设正处于一个快速发展的新时期, 变电站自动化技术也随之有了较大的发展, 在功能上已由监测向测控发展, 在布置上由集中向分散发展, 随着技术的发展, 变电站二次设备广泛采用超大规模集成电路, 二次设备微型化, 数字化, 智能化也增加了二次设备对瞬态骚扰的敏感性和脆弱性。在这种情况下装置的抗干扰措施应由设备本身实现。为提高系统安全性, 目前绝大多数新建变电站都对继电保护小室进行特殊的抗干扰设计, 如采用全封闭金属结构。

2 电磁骚扰产生机理与传播方式分析

电磁骚扰源、传播途径以及敏感设备是研究干扰的三个主要环节, 通常人们都希望能从电磁骚扰源入手, 尽可能地消除电磁骚扰源, 至少希望能够尽可能多地掌握装置所处环境中的电磁骚扰的情况。微机保护装置一般被安装在变电站内, 变电站是复杂电磁环境的代表, 绝大多数的电磁骚扰现象在变电站中均有发生。形成电磁干扰必须同时具备三个因素:电磁骚扰源、对此种类型的干扰能量敏感的接受器 (敏感设备) 、将能量从干扰源藕合到敏感设备的媒质, 即祸合通道。下面说几种常见骚扰。

2.1 系统短路故障引起的暂态骚扰

系统短路时, 大电流经接地点泄入接地网, 使接地点乃至整个接地网的电位升高。如果二次回路和接地网的接地点与大电流入地点的距离比较近, 这些接地点的电位也会升高, 在二次回路中就会产生共模骚扰电压。变电站内高压母线的单相接地时, 在二次电缆的芯线上产生的骚扰电压比较严重, 骚扰电压的峰值可达到几十伏到近万伏, 最大为12.3k V, 暂态电压的频率约几千赫兹到几百千赫兹。

2.2 雷击引起的暂态骚扰

雷电是来自大气层中的频繁且强烈的电磁骚扰源。雷击分直接雷击和间接雷击。直接雷击是指雷击于输电线路或电气设备。由于避雷针的保护雷击变电站电气设备的情况较少发生。间接雷击是指雷击附近的物体。雷电放电电流是强烈的骚扰源, 在周围空间辐射电磁场, 从而使地面上的金属导体感应出很高的电压。系统中的信号线, 电源线上都可能由于感应雷的作用而产生浪涌高压脉冲。它可能会造成一次设备绝缘的破坏, 即使不破坏绝缘如此高的雷电压和雷电流通过容性藕合、感性祸合或阻性祸合而传到二次设备上, 也可能造成二次设备的不正确动作。

3 微机保护装置抗干扰措施

3.1 屏蔽措施

在微机保护的装置内部, 通常的屏蔽指的就是电磁感应屏蔽和静电屏蔽。通常微机保护装置内部的CT (电流互感器) 、PT (电压互感器) 的原边和副边线圈之间、开关电源的原边和副边线圈之间均需要采取屏蔽措施。

从目前的快速瞬变抗扰试验结果来看, CT、PT屏蔽层是否良好接地对试验的结果影响很大。除了某些CT、PT两侧线路布置不当的情形外, 通常是:在模拟量输入通道上施加快速瞬变骚扰, 屏蔽层接地的话, 装置可通过IEC61000-4-4要求的某个试验等级, 若装置的屏蔽层不接地或接地不好的话, 试验结果变得不太理想。这至少说明, 给CT、PT的原边和副边线圈之间加装屏蔽层是很有必要的, 特别是对那些数据采集系统采用逐次逼近A/D的保护装置, 由于A/D对快速瞬变骚扰很敏感, 应采取CT、PT的原边和副边线圈之间加装屏蔽层和屏蔽层良好接地两项措施。

3.2 接地措施

接地是抑制噪声的重要手段。良好的接地可以在很大的程度上抑制装置内部的噪声祸合, 防止外部电磁骚扰的侵入, 从而提高系统的抗干扰能力。

安全接地指的是当用电设备的绝缘物质层受到系统各种过电压的作用, 温度升高引起的绝缘老化以及外部的机械作用引起的损伤都有可能使得设备的绝缘水平大幅下降, 最终导致设备的金属外壳、操作手柄等导电部分出现较高的对地电压。EMC接地也即屏蔽接地。屏蔽接地可以有效地抑制静电感应和电磁感应骚扰。控制系统中的基准电位是回路工作的参考电位, 基准电位的连线称为工作地, 通常是控制回路直流电源的零线。工作地和大地的连接一般有三种方式, 分别为浮地方式、直接接地方式和电容接地方式。

3.3 滤波措施

微机保护装置的端口部位如能设置低通滤波器, 则效果将很明显, 这对增强硬件的抗干扰能力是一个极为有利的举措。应该设置滤波器的端口主要是电源端口。

传导骚扰是不可能完全消除的。设置滤波器的目的在于尽量将骚扰衰减到某一个要求的技术水平, 如对于外部骚扰而言, 不得导致装置工作故障。如前文所述, 在主要表现特征为电场的各类电磁骚扰中, 快速瞬变骚扰是比较严重的一类, 其频率成分最高可考虑到400MHz, 在有条件的场合应尽可能地采用低通滤波器, 从GB/TI762 6.1提供的快速瞬变骚扰的幅频特性图来看, 低通滤波器的截止频率应在2MHz以下, 实际的使用当中, 根据经验截止频率可以放宽到10MHz。

3.4 变电站应采取的措施

(1) 土建施工的防范措施:将保护室的结构地板及墙体中加强筋全部联网并接于地网, 以制造一个放置整个二次系统的极低阻抗地平面。控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相联。金属结构与钢筋混凝土的加强筋必须联通, 上端与避雷针相联, 下部与地网相联, 形成有效的网格法拉第笼。

(2) 一次设备的防范措施:尽量降低电流互感器、电压互感器、避雷器等设备的接地阻抗, 使之构成一个低阻抗的接地网来降低变电所内的地电位差。对于电容式电压互感器和高频通道的祸合电容器, 应尽量降低电容器的底座高度, 接地引下线采用多股导线来增加接地线接入地网的密度。

(3) 二次设备的防范措施:对于二次回路中来回的两根芯线必须在同一根电缆中, 以避免产生过大的差模电压, 由电容式设备来的二次电缆应紧靠接地引下线敷设;禁止不同能量等级的强电与弱电回路共用一根电缆。

4 结语

文章论述了提高保护装置抗干扰能力的重要及必要性, 分析了微机保护装置中采用的常规抗干扰措施, 指出了采用的抗干扰措施的优点及不足之处, 并提出了改进措施, 同时认为在变电站建设时期, 也应采取的一些防范措施, 以便减少电磁干扰的产生。

摘要：文章首先对变电站电磁兼容做相关研究, 论述了提高保护装置抗干扰能力的重要及必要性, 分析了微机保护装置中采用的常规抗干扰措施, 指出了采用的抗干扰措施的优点及不足之处, 并提出了改进措施。

关键词：变电站,继电保护,抗干扰

参考文献

35kV变电站微机继电保护探析 第2篇

【关键词】35kV变电站；微机继电保护；优点；构成；应用

35kV变电站继电保护的作用是在电力系统发生故障时，通过继电保护自动消除故障或是发出警告，以便电力工作人员及时处理故障，从而达到保证35kV变电站正常运行的目的。微机继电保护是一种新型的继电保护结构，相较于传统继电保护结构，具有较多优点，在35kV变电站中应用微机继电保护，具有十分重要的意义。

1.微机继电保护的优点概述

第一，性能稳定，可靠性高。微机继电保护是以微型计算机强大的运算能力作为基础，对对电力系统是否正常运行进行判据，其数字元件所具有的特性受各种因素影响较小，例如温差变化、使用年限、电源波动等，具有性能稳定，可靠性高的优点。

第二，动作正确率高。相较于传统的继电保护，微机继电保护具有一定的特性，能够实现故障分量保护、状态预测、自动控制等手段，将这些手段应用到继电保护中，能够极大的提高动作正确率。

第三，容易获取附加功能。微机继电保护即是利用微型计算机来实现对继电的保护，通过配置相关辅助设备，例如打印机、显示屏等，并进行联网，能够轻松获取有关电力系统故障的信息情况，例如故障录波、波形分析等，从而为电力部门处理电力系统故障提供了重要的依据。

第四，灵活性较强。微机继电保护能够对电力系统故障状态进行预测并进行自动控制，实现了人机界面，不仅为维护调试提供了便利，还减少了故障处理时间，提高了故障处理效率。通过对微机继电保护的运行情况进行长期观测表明，能够利用微机中的相关软件在现场改变继电保护的特性以及结构。此外，微机继电保护还具有串行通信功能，能够通过网络连接实现远程监控[1]。

2.传统电磁式继电保护的弊端

（1）占的空间大，安装不方便。

（2）采用的继电器触点多，大大降低了保护的灵敏度和可靠性。

（3）调试、检修复杂，一般要停电才能进行，影响正常生产。

（5）使用寿命太短，由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作。

（6）继电器保护功能单一，要安装各种表计才能观察实时负荷。

（7）数据不能远方监控，无法实现远程控制。

（8）继电器自身不具备监控功能，当继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的。

（9）继电器保护是直接和电器设备连接的，中间没有光电隔离，容易遭受雷击。

（10）常规保护已经逐渐淘汰，很多继电器已经停止生产。

3.结合某变电站改造实例分析35kV变电站微机继电保护应用

某变电站改造传统电磁式继电保护时，两台主变的差动电流速断保护选用CAT221微机保护装置，两台主变的高、低压后备保护装置选用CAT211微机保护，两路35kV电源进线选用RCS—9613微机继电保护，监控平台选用iES—SL300微机保护监控，具体改造过程如下。

3.1主变保护装置的改造

3.1.1主变的差动电流速断保护

CAT221微机保护装置的工作方式为两个CPU（一个测控CPU，一个保护CPU）共同运行的方式。由于是两个CPU共同运行，所以采集数据的CPU插件也有两个，且是独立回路，利用串行通信的方式实现信息交换，即便发生通信故障，也不会对保护动作产生影响。测控CPU的功能较多，主要包括实现网络通讯、完成人机界面、对开关量进行采集、控制主变中性点接地等。保护CPU的主要功能就是进行保护。CAT221微机保护装置中的显示屏幕为液晶显示屏，通过液晶显示屏能够实现在线对所有开关量、输入交流量、整定值以及历史记录进行查看的功能。利用相关软件能够合理调整交流量精度，具体操作由微机装置中的键盘以及显示界面来完成。

3.1.2主变高、低压侧后备保护

选用CAT211微机保护装置，具有主变高、低压侧速断、过负荷、过流等保护功能。其主要功能是准确提供交直流模拟量、采集脉冲量、开关量，为主变高、低压后备保护提供便利。其保护功能还可以为主变单侧断路器提供手动和遥控分合控制。主变高、低压后备保护中，CAT211微机保护装置所具有的保护功能还能针对主变单侧断路器情况分别提供手动和遥控分合控制两种手段。主变高、低压侧后备保护中，CAT211微机保护装置的保护功能不仅表现为对复合电压闭锁的三段过流保护、母线充电保护以及三段过负荷保护功能，还能表现为对零序过压发信、母线PT断线判别以及控制回路断线判别的功能。

3.2电源线微机继电保护

RCS—9613微机继电保护的主要功能是同时对两路35kV电源光纤纵差、过流、过负荷以及定时限速断进行保护。在35kV变电站电源线继电保护方面选用RCS—9613微机继电保护具有众多优点：性能稳定、可靠性高、动作快速；操作回路灵活、适应机构广；选配插件充分满足现场需要；全封闭机箱有效隔离强弱电；抗干扰能力强；对外电磁辐射符合标准；事件报告处理功能完善等。RCS—9613微机继电保护功能主要表现为以下方面：对短线路光纤纵差进行保护；对零序过流进行保护；对三段式的定时限方向过流进行保护；对一段定值分别独立整定的合闸加速进行保护；对低周减载进行保护等。

3.3监控平台的微机继电保护

iES—SL300微机继电保护中的软件系统包括5种模块：数据库编辑模块、通讯服务器模块、图形绘制模块、数据库服务器模块、人机对话模块。其中数据库编辑模块和通讯服务器模块相配合能够完成网络RTU；而其余三种模块相配合能够为实现保护功能提供重要的支持。以上5种模块共同配合就具备变电站监控通讯和保护功能。在35kV变电站中iES—SL300微机继电保护具有明显的优点：第一，硬件处理能力强、运行速度快、稳定性高；第二，软件运行稳定、功能扩展性好；第三，完备的通讯功能，支持多种通讯方式，例如串行通讯、总线通讯、以太网通讯等方式；第四，满足现代化变电站运行要求，能实现无人值班变电站正常运行。第五，传统电磁式继电保护装置接线繁琐、机械触点多的问题得到解决。

4.结语

综上所述，本文对35kV变电站微机继电保护进行了分析与探讨，具有非常重要的意义。35kV变电站是否正常运行对于我国国民经济发展及人民日常生产生活有着严重的影响，加强35kV变电站继电保护，并大力引进先进科学技术、设备，能够为35kV变电站的正常运行提供可靠的保障。

参考文献

[1]郝文新.35kV变电站微机继电保护设计[J].山西建筑，2008，32：182-183.

[2]刘亚辉.35kV变电站微机继电保护研究[J].中国电业（技术版），2013，03：14-16.

变电站微机保护抗干扰 第3篇

1 微机保护的原理

微机保护装置应该具有一定的抗干扰能力, 同时这些装置本身不可以对周围的电子装置产生电磁干扰。微机保护装置不仅要求自身有较高的性能, 同时要求可以抑制电子线路之间的相互干扰, 尤其是高频数字、模拟混合电路, 即应有良好的电磁兼容性。

2 综合自动化变电站内电磁干扰产生的原因

由于发电厂和变电站本身就是一个强大的电磁干扰源, 在正常工作和出现故障时, 都会产生各种电磁干扰。同一个电力系统内的各种电力设备, 无论是改变运行方式, 出现故障或进行开、关等操作时, 都会引发电磁振荡, 这些电磁场的波会对很多电力设备的工作性能产生影响。电磁干扰主要表现在一次设备与一次设备、一次设备与二次设备、二次设备与二次设备之间, 包括工作频率、谐波、冲击和高频振荡。

1) 开、关操作引起电磁干扰;

2) 二次回路的操作引起电磁干扰;

3) 短路产生的大电流对二次设备产生干扰;

4) 大型变压器、发动机和电动机、高压导线等都会产生射频干扰;

5) 雷雨天气时会产生雷电干扰, 雷电流最高可达200KA, 经避雷器导入地面, 使得地面上的电网电位分布极不均匀;

6) 电力系统一次设备和二次设备之间不断发生电磁的耦合, 会产生耦合干扰。

3 综合自动化变电站微机保护抗干扰的原理

抵御电磁干扰的一个基本理念, 就是设计一个合理的能够最大程度抵消电磁场量的方案。要想实现自动化变电站微机保护系统抗干扰的要求, 应该找到干扰源抑制、削弱干扰源, 切断电磁耦合的所有路径, 降低电力设备对电磁干扰的敏感性。外部干扰源产生于不受控制的自动化变电站的外部, 基本上是无法将其消除的, 但是可以对其进行抑制。

3.1 屏蔽

1) 电机设备与自动化系统的输入输出的连接电缆的两端有屏蔽部分, 也可以对电磁干扰有一定的削弱作用;

2) 电机设备内部, 某些自动化系统中的某些互感器中有可起到相当明显的削弱干扰作用的屏蔽部分;

3) 电机的机箱或机柜的电力输入端对地接一个耐受高压的小电容, 可有效抑制外部的高频干扰, 在有效遏制电流变化是对微机保护的干扰上取得了显著效果;

4) 变电站系统所使用的金属材料也可以对干扰起到一定程度的屏蔽作用。

3.2 与地面连接

1) 虽然将电气设备与地面连接是以防雷击为主要的目的, 但是也可以在减弱电磁干扰方面起到一定作用。

2) 二次系统接地可从工作和保护两大方面出发。工作接地可以有效保证电机设备电流的稳定性, 从而减少干扰的发生。而保护接地是采取的辅助手段。

3.3 隔离

采取合理的隔离措施, 可以减小传到系统的电磁干扰。

1) 由于在电力企业中各个仪器如应用自动化所用到的各种计算机系统所采集到的数据, 大部分来自于最初系统的各个电气设备经过一定变化产生的, 并经由强电回路输出, 并不能直接流入自动化系统, 必须经过隔离变压器的有效隔离, 并且隔离变压器一次、二次之间的屏蔽层必须配合接地措施, 才能有效起到屏蔽效果;

2) 自动化系统开关量的输入和输出, 主要是受断路器、隔离开关的辅触点和主变压器分接头位置等的控制。并且这些开关都处于强电回路中, 如果将这些开关都与自动化系统直接连接, 就会引入强电磁干扰。因此, 要对光电耦合装置或继电器触点进行隔离;

3) 其他隔离的手段主要有:在二次回路中在布置线路时应采取隔离措施;信号线的传输应进行分类使用;并且传输信号的电缆应与其他用途的电缆分开使用;给电气设备中的二次设备配导线时, 需注意避免各回路的相互感应所引起的干扰。

3.4 雷电天气加强保护的措施

加装雷电过电压保护装置是消除系统内模拟量输入通道干扰的主要手段之一。

3.5 计算机导线抗干扰

由于绝大多数的微机保护抗干扰系统和其他一些电气设备其供电电源线通常采用民用电流, 任何因素对电网造成的冲击、电压和频率的大幅波动都可直接或间接影响微机系统的正常运行, 甚至会造成计算机死机, 其中计算机的电源导线是计算机受到干扰的主要途径。所以, 对计算机交流供电系统的抗干扰措施的大力实施至关重要。

4 提高自动化变电站微机保护抗干扰能力的措施

1) 加强设备管理, 不断钻研新的合理化的组装方法, 找出更多解决问题的解决方法, 不断对设备进行同步升级, 使其适用于新的发展方向;2) 加强工作人员工作能力, 不断学习新的科学文化知识, 并将理论与实际相结合, 改善以往的不足之处, 不断的改革创新;3) 多与同行业的优秀代表切磋交流, 学习新的经验与技术, 使自动化变电站微机保护抗干扰系统的技术水平不断提高。

5 结论

随着综合变电站自动化的水平不断提高, 大量的计算机和互联网通信技术的使用使变电站自动化系统的抗干扰能力也有了很大的进步。但是, 对于抗干扰工作的进一步加强和改进, 我们要做的工作还有很多, 可以说是任重而道远。我们既要保护现有的仪器设备和电气自动化装置, 又要继续加大力度去争取更加先进的技术, 学习更加先进的理论知识。在对现有知识结构的不断深化的前提下, 也要继续吸取更多领域的精华, 将其融会贯通, 应用到变电站自动化微机保护抗干扰系统中来。本文较全面的阐述了自动化装置抗干扰的原理, 也揭示了各种干扰源产生的原因, 并给出了如何继续加强抗干扰工作的几点建议, 希望以此作为业界各个工作岗位有意义的参考指导。

参考文献

[1]国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求[S], 2000.

[2]朱安, 帅军庆.关于110kV、35kV变电站综合自动化系统的功能要求[J].电网技术, 2010, 21 (1) :55-57.

[3]顾拥军, 皮卫华, 杨承胜, 等.变电站防误闭锁应用分析[J].继电器, 2009, 33 (2) :66-70.

[4]陆秀令, 周腊吾.基于鉴相检测法的电弧炉谐波检测方法[D].湖南省电工技术学会第七次会员代表大会暨2004学术年会论文集, 2010.

广钢微机保护抗干扰措施探讨 第4篇

随着继电保护技术的发展, 传统的电磁型继电保护装置被逐渐淘汰, 大量的微机型继电保护装置被陆续投入使用。广钢电网的继电保护装置也不断更新换代, 近10年来, 广钢股份公司先后在能源中心使用四方公司的CSL系列微机保护装置和中电的PMC系列微机保护装置;在炼铁和炼钢总厂及粤港气体使用上海申瑞电力的DEP-800系列和ABB系列等微机型继电保护装置。

由于钢铁企业供电系统存在大量的谐波及各种干扰源, 如何提高保护装置的可靠性具有十分重要的意义。提高微机保护的可靠性要解决两方面的问题, 一是抗干扰问题, 二是装置内部元件出现损坏时的对策。就元件损坏来说, 微机保护有明显的优点, 因为微机使用大规模集成电路芯片后, 元件数量大大减小, 并且可以实现高级的在线自动检测, 在绝大多数情况下, 元件损坏都能被自动检测发现, 并且发出警报, 不会引起保护误动作。继电保护装置工作环境中的干扰较严重, 其特点是频率高、幅度大, 因而可以顺利通过各种分布电容的耦合;另一方面这些干扰持续时间短。 模拟式静态保护装置可以用延时来躲过这些干扰, 而微机保护由于计算机的工作是在时钟节拍的严格控制下以较高速度同步进行的, 故不能简单设置延时电路。所以, 抗干扰是提高微机保护装置可靠性的重点。

2 干扰的来源、形式和窜入微机弱电系统的途径

干扰来源分内部干扰和外部干扰。外部干扰是指那些与系统结构无关而是由使用条件和外部环境因素所决定的干扰, 主要有其它物体和设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场以及来自电源的工频干扰等等。内部干扰是指由系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的干扰, 主要有杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应、长线 (对高频信号而言) 传输造成电磁波的反射、多点接地造成的电位差干扰等等。由于干扰源多种多样, 应有针对性地采用不同的方法来克服。

干扰形式有两种, 即差模干扰和共模干扰。差模干扰的原因主要是由于各信号线对干扰源的相对位置不对称而引起的, 以及长线传输的互感、分布电容的相互干扰以及工频干扰等。 共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰, 即对地干扰, 可为直流, 亦可为交流。它是造成微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。

因为微机保护各模拟量输入回路都首先要经过一个防止频率混叠的模拟低通滤波器, 它能很好地吸收差模浪涌。为了减少作用在装置对外引线端子和机壳之间的共模干扰, 硬件设计时应使微机保护各外接端子同微机弱电系统之间都没有电的联系。各种外接端子与微机弱电系统之间的隔离方法见表1。

虽然采取了隔离措施, 但实际上由于共模浪涌频率高、前沿陡的特点使它可以顺利通过电路的各种分布电容而窜入弱电系统。而浪涌的幅度可能很大, 微弱的耦合也可以造成微机工作出错。因此除了表1中所示隔离措施之外, 在保护装置的结构布局方面必须十分谨慎。例如应当将弱电系统的插件远离同外接端子有直接联系的各插件 (电压形成回路, 开关量输入和输出回路等) 。并且装置后底板的配线也应当使强电和弱电严格分开。这样安排后, 外接端子所引入的共模干扰浪涌基本上不会通过分布电容影响微机弱电系统的工作。除此之外还有一条不可避免的耦合途径即微机保护的弱电电源线。因为弱电电源线和干扰源之间总有一定的耦合, 而它又直接连到微机的各个部分, 所以它是一个传递干扰的主要途径。

由于弱电电源线 (一般是5V) 及其零线之间都接有一定容量的电容器, 同时每个插件入口和每个芯片的电源“+”“-”之间通常也都接有电容器, 所以电源线“+”“-“之间对高频浪涌干扰可以认为是短路的。通过电源线传递的不是作用在两个电源线“+”“-”之间的干扰, 而是作用在电源线和机壳之间的共模干扰。

3 干扰对微机保护装置的影响

国内外对静态继电器的干扰来源所作的大量研究表明, 装置的内部干扰主要由内部继电器的切换等原因引起;而外部干扰主要是由装置的端子排从外界引入的浪涌电压。装置所有的输入输出线、电源线、地线 (包括机壳) 均会引入干扰。微机保护装置既有作为核心部分的数字部件又有作为外围部分的模拟部件 (如出口继电器、驱动电路等) 。模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转, 在没有完善闭锁措施时将会导致误操作;数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送错误, 从而导致微机运行故障或功能障碍, 也能引起保护的不正确动作。

干扰对微机保护装置的影响主要表现在以下几个方面:

(1) 计算或逻辑错误。

(2) 程序运行出轨。

(3) 元件损坏。

4 抗干扰措施

为防止干扰进入微-机弱电系统, 可以采用以下方法:浮空隔离技术、双层屏蔽技术、系统一点接地、低阻匹配传输、电流传输代替电压传输;采用隔离变压器;采用光电耦合芯片。广钢近年的运行实践表明, 以上的措施相当有效。

如何在有干扰的情况下, 确保微机保护装置不误动作或拒动。针对可能出现的各种不同出错情况, 可以分别采取以下措施:

(1) 对输入采样值的抗干扰纠错

利用保护装置的模拟输入量之间存在着某些规律 (例如, 三相电流和零序电流之间有, Ia+Ib+Ic=3I) 判别各采样值是否可信。可以对每一次采样值都进行一次分析, 只有在满足上述关系式的前提下才允许这一组采样值保存, 并提供给CPU作进一步的处理。如果由于干扰导致输入采样值出错, 可以取消不能通过检查的采样值, 等干扰脉冲过去, 数据恢复正常后再恢复工作。求和检查不仅可以抗干扰, 还可以用来发现数据采集系统的硬件损坏故障。例如, 有一个采样芯片损坏, 此时将连续多次发现采样值不符合上述公式所示的关系, 微机保护将报警和采取相应的措施, 不会引起保护误动。

(2) 运算过程的校核纠偏

针对CPU在运算过程中可能因强大的干扰而导致运算出错的问题, 可以将整个运算进行两次, 以核对运算是否有误。

(3) 出口的闭锁

在干扰造成程序出格后, CPU可能执行一系列非预期的指令。如不采取措施, 在此过程中有可能碰到的指令正好是跳闸指令而使保护误动作。防止这种误动作的措施是在设计出口跳闸回路的硬件时应当使该回路必须在连续执行几条指令后才能出口, 不允许一条指令就出口。

在开关量输出回路中, 每一个开关量输出都通过一个与非门控制, 要在与非门的两个输人端都满足条件时才驱动光电器件。而在初始化时这个与非门的两个输入端都被置成相反的状态。对于跳闸出口等重要的开关量输出回路, 这些与非门的两个输入端还应当接至两个不同的端口, 使这两个输入条件不可能用一条指令同时改变。

采取上述措施后虽可大大减少非预期的指令造成跳闸, 但仍然有可能在程序出格后, 非预期地执行一条转移指令, 正好转移到跳闸程序段的入口, 造成误跳闸。为此还可以将跳闸程序段按图1设计。

将跳闸条件分成两部分, 跳闸指令一和跳闸指令二, 必须在执行这两部分指令后才构成跳闸条件。同时, 还在这两部分指令之间插入一段核对程序, 检查在 RAM区存放的某些标志字。当保护装置通过正常途径进入跳闸之前, 必须在其前面的程序段中给相应的标志字赋值 (例如, 起动元件已起动或测量元件判断故障在区内等) , 以便CPU通过核对这些标志字来判别是合理的跳闸还是由于程序出格而错误地进入跳闸程序。前者可以通过检查而继续执行跳闸指令二, 发出跳闸脉冲;后者CPU将转至重新初始化, 从程序出格状态恢复正常运行。

如果程序出格后, 非预期地转至跳闸程序段的中间某一地址, 例如, 从图1的A点进入, 经核对发现标志字的错误而使程序重新复位运行, 保护不会误跳闸。

(4) 程序出格的自恢复

如果微机程序在强干扰下出格, 除了出口闭锁措施以防止保护误动外, 还希望能迅速发现程序出格, 并能自动地使其重新恢复正常, 以免被保护对象发生故障时保护拒动。但此时任何软件措施都无济于事, 因为CPU已不再按预定的程序工作, 因此必须用专用的硬件电路来检测程序出格, 并实现自动恢复正常。

图2显示的是一种硬件自恢复电路的方案。其中A点接至微机保护硬件电路的某一点, 如并行接口的某一输出端口位。当程序没有出格时, 由软件安排使该点电位按一定的周期T在“1”和“0”之间周期性地变化。A点分两路, 一路经反相器, 另一路不经反相器, 分别接至两个瞬时返还而延时t1动作的元件。延时元件的输出接至“或”门的两个输入端。延时时间t1应比A点电位变化的周期T长, 因此, 在正常时两个延时元件都不会动作, “或”门输出为“0”。一旦程序出格, A点电位停止变化, 不论它停“1”态还是“0”态, 两个延时元件中总有一个动作。动作后通过“或”门起动单稳触发器, 触发器的输出脉冲接至CPU的复位端 (RESET) , 使保护装置重新初始化, 恢复正常工作。

5 结论

钢铁企业的电网结构往往比较复杂, 用电设备种类繁多, 电网谐波含量大, 对微机型继电保护装置的安全运行造成严重的影响。而继电保护的不正确动作往往会对设备造成重大损失。广钢通过近几年的技术改造, 在各生产厂不断采用新型微机继电保护装置, 并采取必要的抗干扰措施, 投运以来极大地提高了系统供电的可靠性, 为确保生产的顺利进行提供了可靠的保证, 取得了明显的经济效益。

摘要：介绍广钢微机保护使用情况和微机保护装置干扰源的产生及影响, 提出抗干扰的措施。

关键词：微机保护装置,干扰源,抗干扰措施

参考文献

[1]杨新民, 杨隽琳.电力系统微机保护培训教材.中国电力出版社, 2000.

浅析微机保护的抗干扰措施 第5篇

1 微机保护的概述

电力系统继电保护泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统, 包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术, 也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路, 经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备, 如果需要利用通信手段传送信息, 还包括通信设备。

微机保护的基本任务是:1) 当被保护的电力系统元件发生故障时, 应自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除, 保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。2) 反应电气设备的不正常工作情况, 并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同动作于发出信号或跳闸, 以便值班人员进行处理, 或由装置自动地进行调整, 或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

2 干扰对微机保护的影响

所谓干扰源就是指微机保护装置的工作信号中, 除去有用信号以外的、可能影响装置正常工作的一些电磁信号。这些干扰进入变电站内的综合自动化系统或其他电子设备, 就可能引起自动化系统工作不正常, 甚至损坏某些部件或元器件。

微机保护装置是以数字化元件组成的计算机自动控制系统。装置内部为工作电压很低的弱电, 而外部环境存在的频率高、幅度大的强电干扰, 很容易通过电磁耦合进入微机保护内部而造成影响。

外部环境的强电干扰信号, 对微机保护的数字部件和模拟部件所造成的干扰后果是不同的。在模拟电路中, 作用结果往往使开关电路误翻转, 若无完善的闭锁措施, 则将导致误动。而在数字电路中, 作用后果往往会使数据或地址传送错误, 从而导致保护运行异常或产生功能障碍。

3 无线电干扰事例

2008年4月11日, 苏州供电公司某35k V变电站技改工程中, 发现即将投入运行的南瑞科技有限公司的CAS2000E系列的CAS226E#1主变主保护装置差动保护动作。此时, 继保人员并未对保护装置进行任何保护调试工作。调取后台保护动作数据, 发现瞬时采样电流已超过动作电流, 故差动动作。时隔不久, #1主变CAS226E主保护再次动作, 随后CAS227E后备保护装置过流动作。现场技术负责人根据施工情况, 初步分析其原因, 指出工作人员在对线和核对电流互感器极性过程中使用了建伍TK-3107对讲机, 由此可能产生对保护装置的干扰, 进而引起保护误动。公司领导及部门领导对此十分重视, 马上责成相关技术人员赶赴现场, 尽快查出干扰源。

3.1 对讲机的射频电磁场辐射强度测试

在国家电网电磁兼容试验室, 对KENWOOD牌TK-3107的对讲机的发射状态时输出电磁场辐射场强做了测试, 只有在100cm距离情况下的对讲机输出场强才为国标规定的最严酷级III级的标准, 而在近距离的情况下使用, 其产生的场强为标准的十几倍到三十几倍!

3.2 CAS2000E装置问题的分析

针对对讲机在机箱前面板部分的干扰, 在装置的前面板与机箱之间增加了接地线, 以提高装置面板单纯依靠旋转柱体与机箱的链接。

针对对讲机在机箱后部的干扰, 将AC板的交流头的体积减小, 更换为间距小的交流头;将IO1板的2个18芯端子间增加间隔短横条;将POW板的打印接头去除。

为了进一步提高装置的一致性, 将机箱做了部分的改进, 增加了装置低、顶、侧板的螺母条的链接, 并对链接处做了部分导电的处理。

3.3 处理方案

CAS2000保护装置在标准的最严酷级规定下是可以正常工作, 在调试、运行过程中不近距离使用大功率对讲机, 可以正常投运;若在站内调试、运行过程近距离的使用对讲机, 建议使用CAS2000V保护设备以提高装置的抗干扰能力。2008年4月16日, 该35k V变电站即将投运的整套主变保护装置由CAS2000E更换为CAS2000V, 以此杜绝类似的干扰事件再次发生。

4 结语

综上所述, 继电保护工作技术知识密集, 责任心和技术水平要求高, 我们只有深入细致对待每一项工作, 才能有针对性地采取措施解决存在的问题。另外, 电力系统“原因不明”事故, 经过分析多归根于干扰信号引起, 为改善这一现象, 我们对生产现场的二次设备, 既要采取敷设接地铜排等抗干扰处理办法, 也要进行认真总结, 制定反事故措施, 减少直至消灭原因不明的误动作, 充分发挥其优良性能, 提高了微机保护装置抗干扰能力的。

随着变电站自动化系统大规模地利用和继电保护设备的不断更新, 干扰问题是造成继电保护装置不正确动作和监控系统不正常工作的主要原因之一, 采取有效措施解决保护和自动化设备的抗干扰问题越来越迫切。所以, 我们要积极探索抗干扰的措施, 不断分析和总结经验教训, 提高微机保护的可靠运行率。

参考文献

[1]张保会, 尹项根.电力系统继电保护, 北京:中国电力出版社, 2005.

[2]陈德树.计算机继电保护原理与技术, 北京:水利电力出版社.

[3]国家电力调度通信中心, 电力系统继电保护实用技术问答 (第二版) , 北京:中国电力出版社, 1999.

[4]邓慧琼.微机继电保护抗干扰研究, 北京:华北电力大学, 2001.

关于微机保护抗干扰问题的探讨 第6篇

随着电力系统微机保护的广泛应用, 微机保护的抗干扰, 已经成为一个重要的课题, 继电保护设备制造厂家、运行维护单位对此都十分重视。随着电网技术的迅速发展, 电压等级越来越高, 继电保护装置也走过了晶体管型、集成电路型、微机型的发展历程, 随着电力系统微机保护的全面应用和发展, 电力系统继电保护工作人员必须做好微机保护的抗干扰。微机保护抗干扰大致应分为微机保护装置内部的抗干扰措施和外部二次回路的抗干扰措施。内部的抗干扰措施又分为软件抗干扰和硬件抗干扰。

1 微机保护装置内部硬件抗干扰措施

为防止外部浪涌影响微机工作, 必须保证端子排任意一点同微机装置无电联系, 接至装置以外引线端子有以下几类:

1.1 模拟量输入。

对于模拟量输入回路的涌入的共模干扰信号可以由电压形成回路中的小变压器进行隔离, 通常在线圈间加屏敝层以更好地防止干扰信号的侵入。对于差模信号, 它对保护威胁一般不大, 因数据采集系统中的前置低通滤波能很好地吸收差模浪涌。另一种模拟量输入不能用变压器隔离, 如直流电压, 可以用光电隔离。

1.2 开关量输入。

开关量输入包括其它屏上或装置继电器触点输入, 如加速保护用的手合继电器触点, 外部操作压板, 按钮等。这些触点不能直接接在接口芯片引脚上, 应经过光电隔离。

1.3 开关量输出。

开关量输出包括跳闸出口、中间、信号等触点输出。继电器触点通过端子排引出。线圈则由弱电逻辑驱动。驱动继电器线圈的弱电电源和微机所用电源之间不应有电联系, 也要进行光电隔离, 以防止线圈回路切换产生的干扰影响微机工作。

1.4 打印机的输出。微机至打印的数据传输一般也要进行光电隔离。

1.5 微机逆变电源。

微机用电源一般都用逆变电源, 由蓄电池直流220V逆变成高频电压后经变压器隔离, 再变成直流电压供微机用, 这样可以削弱由电源回路引入的干扰。

另外在硬件上的设计还采用了:a.合理布置各插件。前面所述的隔离和屏敝措施, 虽然可以大大削弱干扰的幅度, 但不能完全消除浪涌电压, 因为它们频率高、幅度大, 且前沿陡, 可以通过分布电容耦合到后级电路甚至CPU回路。为防止剩余的浪涌引起的干扰, 在整个电路的布局上应合理, 使工作核心部分远离干扰源或与干扰有联系的部件。这些核心主要是CPU芯片, EPROM、重要的RAM, 模数变换及有关地址泽码电路。b.采用上面的防范措施后, 干扰可能进入弱电系统的途径主要是通过微机的电源。微机电源的正、负极之间一般接有大量的电容, 每个插件和每个芯片的电源之间一般都有退耦电容, 这些电容对高频是短路的。实践中, 电源零线采用浮空的方式, 即不与机壳相连, 同时减少微机弱电回路中非电源线的其它部分与机壳之间的分布电容, 为此将印刷板周围的电源零线或+5V线环闭起来, 这样可以完全隔断电路板上其它部分与机壳之间的耦合。c.采用多CPU结构。近几年开发的保护产品, 采用了多CPU结构, 每个CPU负责一种或几种保护功能, 互相独立。如一个CPU插件损坏不会影响其它CPU的正常工作, 采用了多CPU之后, 除了各CPU自检外, 上位机还可以对各CPU进行巡检, 任何部位电子器件故障, 都能方便地检测出故障所在的插件。

2 微机保护装置内部软件的抗干扰措施

一旦干扰突破了由硬件组成的防线, 可由软件进行纠正, 以防造成微机工作出错, 导致保护误动或拒动。

2.1 对输入数据进行检查, 对各路模拟量

输入通道, 提供一定的冗余通道, 即使由于干扰造成错误的输入数据, 也有可能被计算机排除。例如对于电流通道, 在设置三个电流通道IA、IB、IC之后本来可以将三个量拍加而获得了3I0。但为了校对可以增加一个硬件输入通道接在310回路, 于是可以对每个采样点检查是否有下面的关系ia (n) +ib (n) +ic (n) =3i0 (n) 。

2.2 对运算结果进行校对。

为了防止干扰可能造成的运算出错, 可以将整个运算进行多次, 对运算结果进行校对。这样做不仅可以排除因干扰造成的运算出错, 还对原始数据起到进一步把关作用。

2.3 对输入数据进行数字滤波, 利用不同

算法可有效的滤掉某些干扰带来数据波形的变化, 获得真实有效的采样数据。

2.4 出口的闭锁。

如果出现某种不可避免的干扰使程序出格, 可能取得一个非预期的操作码正好是跳闸指令而误动作。在设计出口跳闸回路的硬件时应当使该回路必须在执行几条指令后才能输出, 不允许一条指令就出口。

3 微机保护的外部抗干扰措施

为了保证微机保护在高压变电所能正常运行, 一方面要求微机保护设备本身具有符合要求的抗干扰能力, 在前部分已进行了闸述;另一方面在变电所的设计和建设中采取相应措施使得传到这些二次设备上的干扰降低到它们可以接受的水平。两者之间必须取得协调, 对于后者, 电力系统相继出台的规程、反措有较多要求。

3.1 在干扰源外抑制干扰, 如断开直流中间继电器线圈或接触器的情况。

但直流电压在110V及以上的中间继电器一般应有符合要求的消弧回路。这样有效地在保护屏内抑制了来自继电器干扰水平。而在开关场抑制外界强干扰的有效措施是控制电缆在开关场的敷设尽可能离开高压母线及高频暂态电流的入地点, 如避雷器和避雷针的接地点。交、直流电缆分开, 强、弱电分开在各自电缆都是有效抑制干扰的办法。

3.2 使用有屏蔽的控制电缆, 屏蔽层两端同时接地。

所有用于连接开关场引入控制微机保护设备的电流、电压和直流跳闸等二次回路的控制电缆都应当采用屏蔽电缆, 且屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地。

3.3 开关场进线在微机保护屏端子处经电容接地。

研究结果表明, 控制电缆干扰中的相当部分来自套管式或柱式电流互感器以及电压互感器的高频传导耦合。控制电缆的屏蔽对这种干扰无能为力, 所以还应在开关场进线的微机保护屏端子上对地接入高频滤波回路, 而最为简便的是在这端子上接入对地电容。

3.4 构造等电位面

基于微机保护装置的重要特点, 各微机保护及相关设备应有专用的、具有一定截面接地线直接接到地等电位面上, 设备上的各件内外部的接地及零电位都应由专用连线连到专用接地线上, 专用接地线接到保护屏的专用接地端上, 接地端以适当截面的铜线接到专用接地网上, 就这样形成了一个等电位面的网, 有利于屏蔽干扰。

3.5 高压电网微机保护一般都具有高频保

护, 而高频保护的通道抗干扰的重要环节是高频同轴电缆屏蔽层两端接地, 并电辅以并联100mm2接地铜导线。

结束语

随着电网技术的发展, 微机保护的抗干扰问题, 越来越受到广大工程技术人员、专家、学者的重视, 我们可以看到我们的微机保护从第一代到现在的第三代, 无疑是抗干扰性能不断进步的结果, 无论是装置制造单位, 还是基建运行单位, 也越来越自觉的应用抗干扰技术来促使微机保护的健康稳定运行。

摘要：作者对微机保护抗干扰措施进行分析归纳, 阐述微机保护内部软件抗干扰措施、内部硬件抗干扰措施、外部抗干扰措施, 论述微机保护从原理设计、工程施工、运行维护方面采取措施来消除各种干扰对微机保护正确动作的影响, 总结了近些年来在各种抗干扰措施方面实践经验。

关键词：微机继电保护,硬件抗干扰,软件抗干扰,外部抗干扰

参考文献

[1]杨吟梅, 变电站内电磁兼容问题 (一) [J].电网技术, 1997, 2.

[2]陈树德等, 微机继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2000, 5.

浅谈微机保护的抗干扰措施 第7篇

微机型继电保护已经在电力系统中得到了广泛的运用, 与常规保护相比, 微机保护具有先进的原理及结构、安装调试简单、运行维护方便、保护动作迅速、灵敏可靠、能自动记录故障信息等显著的优点。但是在现场运行过程中, 如果运行环境差, 抗干扰措施落实不当, 则很容易受到外界环境的干扰, 造成保护的不正常运行, 甚至发生保护的误动、拒动, 严重威胁到电网的安全运行。现根据我在330k V、750k V等不同电压等级综合自动化变电站的施工中的心得, 总结出微机保护抗干扰措施的一点经验, 供大家参考分析。

二、常见二次回路干扰的种类及传播途径

一般情况下, 由于系统内发生接地故障、倒闸操作或者雷击等原因都将产生较强的电磁干扰。干扰电压主要是通过交流电压、电流回路、信号以及控制回路的电缆进入保护二次设备, 使保护装置的“读程序”或者“写程序”出错, 最终导致CPU执行非预定的指令, 或者使微机保护进入死循环。常见的干扰有以下几种。

1、变电所内发生单相或者多相接地故障时, 强大的故障电流沿着接地点进入变电所的地网, 使得地网上任意不同的两点之间产生很高的地电位差。这种干扰通常称之为50HZ工频干扰。

2、当变电所内的开关设备进行操作, 比如高压隔离开关切合带电母线时, 将在二次回路上引起高频干扰。干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网, 产生频率为50KHZ—1MHZ不等的高频振荡, 在二次回路上引起较强的高频干扰。

3、每当进入雨季, 发生雷击的时候, 由于电与磁的耦合, 也会在高压导线和大地之间感生出干扰电压, 称之为雷电干扰。

4、当断开接触器或者继电器的线圈时, 会产生宽频谱的干扰波, 其干扰频率甚至可达到50MHZ。另外, 在高压区使用对讲机、移动电话等通讯工具, 也将产生高频电磁场干扰。

三、抗干扰措施的实施情况

抗干扰的最基本措施就是防止干扰进入弱电系统。一方面是通过改进装置的硬件部分, 增加其抗干扰能力;另一方面可以从外部环境着手, 通过各种屏蔽、隔离措施, 切断干扰的传播途径。

根据“反措”的要求, 已经对集成电路保护采取了沿电缆沟铺设截面为100 mm2接地铜排的措施。这为微机保护的抗干扰提供了有力的保障。针对上述干扰问题, 根据“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施”的要求, 我们采取了以下几种抗干扰措施:

1、对微机保护硬件采取相应的抗干扰措施。

目前, 生产厂家在产品的研制过程中, 就采取了各种优异的抗干扰性能。比如采用VFC数据采集系统, 使模拟系统和数字系统在电气上完全隔离, 大大增强了装置硬件的抗干扰能力。以LFP—941型微机保护为例, 装置硬件采取的抗干扰措施有:

(1) CPU插件的总线不出芯片;

(2) 模拟量的输入通道加光耦;

(3) 所有的开入、开出加光隔;

(4) 引入装置的电源加滤波措施;

(5) 增加对RAM、EPROM的自检功能;

(6) 装置背板的走线采用抗干扰措施。

2、保护屏的接地措施。

微机保护屏内所有的隔离变压器一、二次绕组间应当有良好的屏蔽层, 并可靠接地。微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地, 将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后, 将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于50平方毫米的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连, 而后接于截面不小于100平方毫米的接地铜排上, 接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。示意图如下:

3、保护二次回路电缆的抗干扰措施。

(1) 对于由开关场引入保护装置的交流电流、交流电压回路、信号回路、直流控制回路等电缆全部采用屏蔽电缆。如KVVP2-22、KYJVP、KXQ20等型号电缆, 屏蔽层应采用电阻系数小的铜、铝等材料制成。而以前普遍使用的KVV等型号的钢带电缆均无屏蔽作用。

(2) 屏蔽电缆的屏蔽层两端应可靠接地。在电缆头做好之前, 用2.5mm2的单股铜芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕并进行焊接, 然后再做电缆头, 用热缩管封紧。将单股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上, 开关机构处接于可靠的接地点上。

(3) 高频同轴电缆的屏蔽层两端接地。对于高频保护用的高频同轴电缆, 其屏蔽层两端也应当可靠接地。室内保护屏上收发讯机一侧, 高频电缆的屏蔽层用直径2.5mm2的铜芯线紧紧缠绕并密封后, 接于保护屏底部的接地小铜排上。控制室外部分在结合滤波器的二次接口处, 可用大于25 mm2的多股铜芯线将高频电缆的屏蔽层和接地线可靠相连。

四、抗干扰措施实施过程中的几点误区

1、利用备用电缆芯两端同时接地来作为抗干扰措施。实践证明, 由于开关场各处的地电位不相等, 两端接地的备用电缆芯中仍然会有电流流过, 这对于其中不对称排列的工作电缆芯会感应出电势, 从而对保护造成干扰。

2、只将屏蔽电缆屏蔽层的一端接地。这样, 非接地端的屏蔽层对地和导线对地之间将出现很高的暂态电压, 对保护装置造成较强的干扰。所以电缆一端的屏蔽层接地、屏蔽层中间断裂不完整等都将严重的降低屏蔽效果。

变电站微机保护抗干扰 第8篇

变电所在通信和数据采集过程, 就是远动技术的运用过程。电力系统远动就是利用远程通信系统进行信息传输, 实现对远方运行设备的监视和控制。它主要包括“四遥”, 即遥测、遥信、遥控、遥调。然而, 现有的传统变电所监控系统主要由值班人员来处理信息变换, 设备是传统的电磁仪表和灯光音响设备装置信息传输通道增加了电流的控制电缆因此这种监控系统不可避免的存在以下主要问题与缺陷: (1) 信息变换检测依靠传统测量仪表继电器等模拟式设备数量多测量误差大。 (2) 不能记录事件发生的准确时间和顺序。 (3) 仪表继电器体积庞大功耗大占地面积大运行人员不易观察监视。 (4) 依靠人的感官和判断对信息处理准确性有很大影响。 (5) 信息传输采用强电流信号直接传输, 虽然抗干扰性能好但通道损耗大造成误差大, 传输距离有限且用作通道的控制电缆截面大数量多造成一次性投资较大。

针对以上问题和缺陷, 采用组态王对变电站系统、电力负荷等实现远距离测量、监视与操作, 它可以随时发现与处理事故, 减少停电时间, 各种遥测数据、分合闸操作, 开关检修及系统事故均可存盘保存, 并可打印记录, 从而减轻了值班人员的劳动强度

组态王运行于windows操作系统, 包括windows98、windows NT、w indow s 2000等w indow s系列操作系统, 亚控科技在组态王6.0x系列版本成功应用后, 广泛征询数千家用户的需求和使用经验, 采取先进软件开发模式和流程, 由十多位资深软件开发工程师历时一年多的开发, 及四十多位试用户一年多的实际现场考验后, 又成功推出了组态王6.5, 它的使用更方便, 功能更强大, 性能更优异, 软件更稳定, 质量更可靠。

组态王完全基于网络的概念, 是一个完全意义上的工业级软件平台, 现已广泛应用于化工、电力、国属粮库、邮电通讯、环保、水处理、冶金和食品等各行业, 并且作为首家国产监控组态软件应用于国防、航空航天等关键领域。组态王最突出的特点是实时多任务、高可靠性和标准化, 正是由于组态王的特点, 它才得以在控制领域得到越来越多的应用。

2 变电所微机组态监控系统实现的功能

基于组态王的变电所微机实时监控系统具有强大的监视控制和管理功能。 (1) 实现模拟量 (电压, 电流, 功率) , 开关量的实时监控。 (2) 监控画面设计。 (3) 数据查询及报表打印功能 (包括电网运行的日报表, 月报表, 年报表等历史报表) 。 (4) 历史趋势曲线显示及打印。 (5) 历史数据存储。 (6) 开关量及越限报警, 报警产生时, 可同时进行声光, 语音等报警, 可实时打印报警记录, 也可随后打印报警信息。

同时利用组态王的网络功能使变电所的现场和管理部门建立起联系, 现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场, 就可以获得实时和历史数据, 优化控制现场作业, 提高生产率和产品质量。

随着社会进步和信息化速度的加快, 工业自动化的要求越来越高, 种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用, 使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求, 因此, 性能优越、功能强大的组态软件得到了广泛应用。

运用组态王为工具的变电所监控系统, 能降低变电所造价、提高变电所的供电质量和可靠性、减少值班人员操作和避免误操作、缩短事故处理时间, 该系统集数据采集、微机监控、微机保护于一体, 实现遥测、遥信, 其具有监视、管理、协调、控制能力, 提高变电所的保护、控制功能, 使变电所运行更可靠, 从而提高供电效率, 确保输变电系统安全、优质、经济运行。

3 系统抗干扰措施

在硬件选型上严格考虑干扰因素, 元器件的选择, 采用了具有抗干扰能力的电器元件, 同时加强元器件的防护, 从而避免了敏感元件的干扰因素。但是, 仅仅这样是不够的, 下面是几种常用的硬件抗干扰措施: (1) 布线时, 尽量减少回路环的面积, 以降低感应噪声;电源线和地线要尽量粗, 可以减少压降和降低偶合噪声。 (2) 闲置的I/O口, 不要悬空, 要接地或电源。 (3) 装置故障自动检测技术。 (4) 加强对监控装置出口回路的监视和闭锁。

下面从切断干扰传播途径来实现抗干扰。

3.1 隔离交流量经中间电压互感器和电流互感器隔离送入微机, 或采用隔离开关量输入板, 系统之中均有体现。

变电所综合自动化系统开关量的输入, 主要是断路器、隔离开关的辅助触点等。开关量的输出, 大多数也是对断路器、隔离开关的控制。这些断路器和隔离开关都处于强电回路中, 如果与自动化系统直接相连, 必然会引起强的电磁干扰。因此要通过光耦合隔离或继电器隔离, 这样会取得比较好的效果。开关量输入回路前及信号变换部分应考虑采用滤波, 开关量输入信号送给CPU之前, 必须进行隔离处理, 可采用光电隔离, 而且两级光电隔离的效果会比较好, 在开关量输入板的出口处和CPU板的入口处各设置一级光电隔离。

3.2 接地接地在变电所中, 一次系统接地是以防雷和保证安全

(系统中性点接地) 为目的的, 但它对二次回路的电磁兼容有重要的影响。如果接地合适, 可以减少所内的高频瞬变电压幅值, 特别是减少电网中各点的瞬变电位差, 减低了电网中的瞬变电位升高。这对二次设备的电磁兼容很有好处。

二次系统的接地, 从电磁兼容的角度来说, 应做到: (1) 多个电路共用接地线时, 其阻抗应尽量减少; (2) 由多个电子器件组成的系统, 各电子器件的工作接地应连在一起, 通过一点与安全接地网相连; (3) 工作接地网各点的电位应尽量保持一致。

电磁干扰可能进入综合自动化系统弱电部分的主要途径是通过微机电源。因为电源与干扰源的联系比较紧密, 同时电源线直接连接至系统各部分, 因此来自电源的干扰很容易引起死机。所以对微机电源的地线处理问题是很重要的。微机电源地线与机壳的连接方法有一点连接、多点连接和不连接三种。针对电源地线与机壳不连接的缺点, 我们可采用一些方法来尽量减少微机电源地线对机壳的耦合: (1) 尽量减少地线长度, 在允许的情况下加粗线径; (2) 微机系统的印刷电路板周围都用电源线封闭起来; (3) 印刷电路板上的要害部分不要走线过长, 特别是不要引至面板。

3.3 微机电源的抗干扰 (1) 在电源的输入侧安装电源滤波器, 可以滤去交流电源输入的高频干扰和高次谐波。

(2) 在电源的输入侧安装隔离变压器, 有隔离变压器的输出端直接向微机供电; (3) 通过UPS电源向微机系统供电, 可有效地抑制电网低频正常状态下的干扰。

此外, 抑制干扰源的措施就是要尽量减小干扰源的du/dt、di/dt。减小干扰源的du/dt主要是在干扰源两端并联电容来实现;减小di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二级管来实现。

4 结论

组态软件监控系统可以对变电所、电力负荷等实现距离测量、监视与操作。它可以随时发现与处理事故, 对运行信息的采集、处理、显示、报警和打印以及对变电所异常或事故的自动识别。从而减少停电时间, 减轻了值班人员的劳动强度。

摘要：目前绝大多数变电所是在原有一、二次设备的基础上增装微机远方监控设备, 以实现变电所运行管理的“三遥”或“四遥”的。通过遥测和遥控可以合理调配负荷, 实现优化运行, 有效节约电能, 并有高峰与低谷用电记录, 从而为能源管理提供了必要条件。因此, 组态软件在电力系统中将得到更多的应用。

关键词：实时,数据采集,监控系统,组态软件

参考文献

[1]黄明琪, 李善奎, 文方.工厂供电.重庆:重庆大学出版社.1996.4.

[2]王明俊, 刘广一, 于尔铿.配电系统自动化及其发展.北京:中国电力出版社.1998.

[3]刘健, 倪建立.配电网自动化新技术.北京:中国水利水电出版社.2004.1.