遙信就是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變電所斷路器、隔離開關(guān)等被控對(duì)象分合位置的反映。若現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的位置狀態(tài)并未發(fā)生改變，而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)報(bào)告了遙信變位，這就是遙信誤報(bào)。
電網(wǎng)中，35kV及以上隔離開關(guān)多為室外布置，隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)長(zhǎng)期運(yùn)行在嚴(yán)酷的環(huán)境中，加之變電所強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾可能引起遙信誤報(bào)。
隔離開關(guān)的位置是電網(wǎng)運(yùn)行方式的重要標(biāo)志，遙信誤報(bào)將導(dǎo)致電網(wǎng)動(dòng)態(tài)模擬構(gòu)圖的不確定性。大量的遙信誤報(bào)，調(diào)度監(jiān)視屏不斷彈出大量不實(shí)的報(bào)警信息，而將真實(shí)信息淹沒在偽遙信報(bào)告之中，調(diào)度員在頻繁誤報(bào)信息的干擾和誤導(dǎo)面前將無(wú)所適從。因此，遙信誤報(bào)問(wèn)題是電網(wǎng)調(diào)度安全的隱患，必須得到重視和解決。
1隔離開關(guān)遙信誤報(bào)的原因
1.1對(duì)遙信量采集回路的分析
RTU遙信采集原理圖見圖1。
圖中V1為反極性保護(hù)二極管，R1為泄漏電阻，R2為限流電阻起瞬間保護(hù)作用，V2為門檻二極管起消除噪聲的作用；R3為光耦集電極電阻，R4、C組成消顫網(wǎng)絡(luò)以消除接點(diǎn)顫動(dòng)的影響；OC為光耦器件將外部回路與數(shù)字電路隔離。
從圖1看，遙信誤報(bào)來(lái)自于隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)、遙信回路的電纜接線、RTU裝置內(nèi)部，或它們之間配合。對(duì)以往遙信誤報(bào)情況的分類統(tǒng)計(jì)表明，隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題的幾率最高。
1.2隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)及與RTU的配合問(wèn)題
1.2.1隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)常出現(xiàn)的幾種故障
正常情況下，隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的動(dòng)觸片與隔離開關(guān)的動(dòng)觸頭是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，隔離開關(guān)在“合”或“分”時(shí)，輔助接點(diǎn)應(yīng)在確定的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)，否則輔助接點(diǎn)就有缺陷。
•接點(diǎn)失步：輔助接點(diǎn)的連桿松開或滑動(dòng)，或輔助接點(diǎn)“超行程”、“欠行程”情況，動(dòng)靜觸片可能處于“臨界接觸”狀態(tài)，微小的擾動(dòng)即能改變其通斷狀態(tài)。
•接點(diǎn)氧化：接點(diǎn)盒密封不完全，溫度的劇變引起接觸面上結(jié)露，使飛灰揚(yáng)塵中的電解質(zhì)溶解，易與銅質(zhì)接點(diǎn)發(fā)生氧化反應(yīng)，在表面生成分布不均勻的氧化銅膜。因氧化銅是不導(dǎo)電的，遙信回路的24V電壓也不能可靠地?fù)舸┍友趸?，因此?dāng)隔離開關(guān)操作帶動(dòng)輔助接點(diǎn)動(dòng)觸片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將與靜觸片的不同部位相接觸，在接觸過(guò)程中輔助接點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷的情況。
•接點(diǎn)形變：若接點(diǎn)的安裝偏心，動(dòng)觸片在接觸行程中與靜觸片之間在某個(gè)部位產(chǎn)生撞擊和較大的摩擦，引起接觸面變形，致使某些部位壓力很小，甚至?xí)霈F(xiàn)間隙，因而隔離開關(guān)行程中接點(diǎn)的通斷狀態(tài)是變化的。
1.2.2RTU與隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)之間的時(shí)間配合
遙信的采樣掃描周期只幾個(gè)毫秒，而隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的動(dòng)作行程時(shí)長(zhǎng)一般在100～400ms之間。在隔離開關(guān)操作期間，輔助接點(diǎn)的接觸面情況是變化的，接點(diǎn)兩端典型的電壓-時(shí)間特性與RTU的遙信采樣情況見圖2。
采樣點(diǎn)的電壓高于13V時(shí)RTU即認(rèn)為是“1”，采樣點(diǎn)的電壓低于11V時(shí)RTU即認(rèn)為是“0”（圖中電壓遲滯區(qū)為11～13V，橫坐標(biāo)為采樣周期）。即在隔離開關(guān)動(dòng)作期間，RTU采集到輔助接點(diǎn)的多次通斷。
1.3來(lái)自遙信電纜的干擾
1.3.1干擾的存在
一次，我們查找遙信誤報(bào)的原因時(shí)，在控制室RTU屏拆除了遙信電纜所有的端子接線，用示波器測(cè)得電纜芯線上仍有1.33V的工頻信號(hào)和0.12～0.23V的雜頻信號(hào)，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得電纜芯線對(duì)地電位2.92～3.01V。電纜退出運(yùn)行而芯線上還有信號(hào)電壓，可以確認(rèn)，這根遙信電纜與其它回路存在著電磁耦合，對(duì)遙信回路產(chǎn)生了靜電干擾、較強(qiáng)的差模干擾和微弱的共模干擾，而干擾的信號(hào)源只能來(lái)自遙信電纜以外。
1.3.2遙信誤報(bào)的可能性
經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)盒至遙信端子箱的電纜穿PVC管地埋敷設(shè)，埋深10～15cm，其中的一段約30cm與某線路避雷器散流體的距離不足25cm。那根遙信電纜規(guī)格為KVV4×1.5，沒有屏蔽層。遙信誤報(bào)的當(dāng)日，變電所巡視記錄登錄了該避雷器C相動(dòng)作一次，時(shí)間與遙信誤報(bào)的時(shí)間吻合。因此可斷定，經(jīng)避雷器接地體釋放的雷電流對(duì)沒有設(shè)防的遙信回路產(chǎn)生了強(qiáng)烈的干擾，因此產(chǎn)生遙信誤報(bào)。
1.4遙信端子受潮與線頭脫落
室外遙信端子箱密封不好，遙信端子的排列又很密集，端子排結(jié)露，富含電解質(zhì)的水珠將相鄰的端子排短接并使其等電位。當(dāng)水分蒸發(fā)后，各個(gè)端子的電位又恢復(fù)，這種現(xiàn)象類似于高壓設(shè)備絕緣子的“污閃”，在這期間RTU反映出數(shù)次遙信變位。
變電所室外設(shè)備的遙信數(shù)量多，以往常將這些遙信在室外端子箱匯集，然后用音頻通信電纜集中接入RTU屏。因通信電纜線徑小，安裝時(shí)線頭受傷不易被發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期運(yùn)行后，傷處更易氧化，最終脫落，引起遙信回路斷線，RTU即記錄一次遙信變位。另外，音頻通信電纜還存在絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、電磁屏蔽、防水等問(wèn)題，也可能導(dǎo)致遙信誤報(bào)。
1.5遙信板故障
主要是遙信板上元器件損壞，我們?cè)l(fā)現(xiàn)過(guò)濾波電容冒漿、保護(hù)二極管和門檻二極管擊穿、光耦損壞等情況。尤其嚴(yán)重的是光耦失去隔離后，有可能將幾個(gè)遙信的輸入短接，或?qū)⑤斎胄盘?hào)直接引入下一級(jí)集成電路，引發(fā)這些電路的損壞。除元器件老化的原因外，這些故障多由遙信輸入回路竄入的強(qiáng)烈干擾信號(hào)引起，結(jié)果是遙信誤報(bào)。
2限制遙信誤報(bào)的措施
2.1隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)與RTU的配合
2.1.1對(duì)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的處理
•保護(hù)接點(diǎn)：接點(diǎn)除銹、拋光并采取防腐措施，密封接點(diǎn)盒；
•檢修調(diào)試時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重視對(duì)隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)的調(diào)試，檢修工作應(yīng)包括遙信傳動(dòng)試驗(yàn)的內(nèi)容。
2.1.2RTU的軟件配合
其實(shí)，我們只關(guān)心隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)最終的狀態(tài)，因此對(duì)隔離開關(guān)操作過(guò)程中采集到“偽變位”可“視而不見”。據(jù)此我們?cè)O(shè)計(jì)編寫了消除中間遙信變位信號(hào)的程序，對(duì)廠家的遙信處理程序進(jìn)行改進(jìn)。程序框圖見圖3。
其中Td為設(shè)置的去干擾時(shí)長(zhǎng)，t為實(shí)時(shí)時(shí)間。程序的工作原理是“延時(shí)重測(cè)”：當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)遙信變位的時(shí)，先記錄下該遙信變位的時(shí)間T[K]和狀態(tài)S''[K]，并對(duì)該遙信設(shè)置變位標(biāo)志YX[K]和延時(shí)標(biāo)志YS[K]，計(jì)算出延時(shí)重測(cè)的時(shí)間點(diǎn)t''。待延時(shí)結(jié)束后，檢查S''[K]狀態(tài)有無(wú)變化，若S''[K]發(fā)生翻轉(zhuǎn)則認(rèn)為是遙信誤報(bào)，否則更新內(nèi)存S[K]并報(bào)告在T[K]發(fā)生遙信變位。該程序針對(duì)每一次遙信進(jìn)行處理，因增加標(biāo)志和數(shù)組，相應(yīng)地增加了內(nèi)存開銷和計(jì)算量，但在延時(shí)處理時(shí)段遙信的采集不會(huì)中斷，因此不影響站內(nèi)事件的分辯率。
Td增大，遙信誤報(bào)率降低。RTU處理遙信固有的延時(shí)一般為3～5ms，若Td設(shè)置為50ms，理論上遙信誤報(bào)的發(fā)生率降低到原來(lái)的3～5。但Td不能設(shè)置的太大，Td增大相應(yīng)地也增加了遙信響應(yīng)的延時(shí)，降低了站間遙信的分辯率，Td過(guò)大還可能發(fā)生遙信漏報(bào)的情況。選擇Td的原則是：在確保遙信不漏報(bào)的情況下，盡量減少遙信誤報(bào)的幾率。
對(duì)于集中式RTU，遙信量的處理全部由一個(gè)中央CPU承擔(dān)，對(duì)所有遙信量的延時(shí)處理是一致的。Td的選擇除依據(jù)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的行程時(shí)間外，還要考慮到其它遙信信號(hào)的動(dòng)作時(shí)間（如帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的信號(hào)繼電器，接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間為20～100ms），Td一般取15～30ms較為適中；對(duì)于多機(jī)分布式RTU，遙信采集板本身自帶CPU，各遙信板的遙信處理延時(shí)可以單獨(dú)設(shè)置，因此我們可以對(duì)不同動(dòng)作特性的遙信信號(hào)區(qū)別對(duì)待，將隔離開關(guān)遙信集中接入某幾塊遙信板，這樣Td可以設(shè)置得長(zhǎng)一些，一般取100～200ms。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，這段小程序既可以排除偶然干擾信號(hào)，也有效地限制了接點(diǎn)振動(dòng)的影響。對(duì)于輻值大于U/2＋1V的干擾信號(hào)，在Td時(shí)間內(nèi)可有效濾除；對(duì)于接點(diǎn)振動(dòng)的情況，發(fā)生在2Td時(shí)間內(nèi)的將不會(huì)引起遙信誤報(bào)，如果隔離開關(guān)接點(diǎn)的動(dòng)作行程超過(guò)2Td時(shí)長(zhǎng)，程序也可有效減少誤報(bào)次數(shù)。
2.2遙信回路補(bǔ)強(qiáng)措施
2.2.1對(duì)遙信電纜的處理
•更換不合格的電纜：用音頻電纜作為遙信電纜是不合適的，遙信電纜應(yīng)是屏蔽、防水的，且有一定的絕緣強(qiáng)度（大于600V）、一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性，芯線的截面應(yīng)大于1mm2，電纜中的芯線或是分別屏蔽的或是兩兩交叉纏繞的，電纜外層必須帶屏蔽層，如KVV20×1.5屏蔽電纜。
•電纜的敷設(shè)：隔離開關(guān)到電纜溝或室外遙信端子箱的遙信電纜，應(yīng)穿鍍鋅鋼管敷設(shè)，鋼管埋深應(yīng)大于60cm，鋼管應(yīng)與變電所的接地體牢固焊接，敷設(shè)的路徑盡量遠(yuǎn)離避雷器的散流區(qū)；電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)電電纜，兩者不可在同一層。
•電纜屏蔽接地：電纜兩頭的屏蔽層以10mm2的多股軟銅線與變電所的銅質(zhì)地網(wǎng)牢固連接，電纜多余的芯線應(yīng)相互短接并接地。
2.2.2遙信端子箱的處理
采取的主要措施是：端子箱內(nèi)除塵，端子箱的門上加密封膠條，在端子箱內(nèi)部安裝自動(dòng)加熱器，將普通遙信端子更換為密封端子。
2.2.3遙信輸入端增加一級(jí)光電隔離器件
在遙信采集回路中串接GKJ-02光電隔離器，將遙信板輸出的浮離24V電平隔離轉(zhuǎn)換為220V電平加在隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)兩端，這樣大幅度提高了遙信回路抗干擾能力（可隔離180V以下感應(yīng)干擾信號(hào)）和有擊穿薄層氧化物膜的能力。增加一級(jí)隔離，還有效地防止了遙信回路強(qiáng)烈的干擾信號(hào)竄入RTU內(nèi)部電路，使遙信板的運(yùn)行更為安全。
2.2.4其它措施
采用雙位遙信：取一對(duì)常開接點(diǎn)和一對(duì)常閉接點(diǎn)，將“00”、“11”作為可接受的遙信狀態(tài)“0”和“1”，而“01”、“10”則認(rèn)為是中間狀態(tài)。這樣處理需要增加一倍的遙信量，但可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)的缺陷。
調(diào)度端遙信量與遙測(cè)量的關(guān)聯(lián)處理：隔離開關(guān)的“合”和“分”往往對(duì)應(yīng)著相應(yīng)遙測(cè)量值的“有”和“無(wú)”，針對(duì)這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們?cè)O(shè)想在調(diào)度端的遙信處理程序前增加一段遙信過(guò)濾程序，若收到遙信變位信息而其對(duì)應(yīng)的遙測(cè)值“有”和“無(wú)”沒有變化，則認(rèn)為是誤遙信。這樣做還可以將隔離開關(guān)檢修時(shí)的遙信動(dòng)作屏蔽掉。
3結(jié)束語(yǔ)
變電所實(shí)行無(wú)人值班后，調(diào)度員對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的信息高度依賴，35kV及以上隔離開關(guān)遙信誤報(bào)性質(zhì)是比較嚴(yán)重。究其原因，有環(huán)境因素的影響，有施工過(guò)程遺留的缺陷，有設(shè)備及其相互間的配合問(wèn)題。一旦變電所投運(yùn)后，這些缺陷處理起來(lái)是比較煩瑣的。本文根據(jù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，分析了遙信誤報(bào)產(chǎn)生的原因，總結(jié)出針對(duì)這一類問(wèn)題的處理方法，并注意到在解決遙信誤報(bào)問(wèn)題的同時(shí)，防止產(chǎn)生遙信漏報(bào)。在綜合采取這些措施后，隔離開關(guān)遙信誤報(bào)的現(xiàn)象將會(huì)很少發(fā)生。
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