提高变电站综合自动化系统的可靠性措施

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变电站综合自动化系统发展方向是完全分布式模式，二次设备安装就地化。安装于变电站一次设备现场的微机保护和测控装置必须长期不停地无故障运行，其可靠性主要面临2个问题：各种干扰引起的功能差错和元器件损坏。若有一个元器件损坏，有可能造成保护误动或者拒动，该传送的信息也不能传送。

微机保护和测控装置既有数字部件又有模拟部件，干扰对模拟电路和数字部件所造成的后果是不同的，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动作。数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送错误，从而导致装置运行故障或功能障碍。由此可见，干扰轻则造成数据传送错误，重则造成保护拒动或误动，都会严重危及电力系统的安全可靠供电。保护和监控系统装置,特别是在就地安装的四合一保护测控一体化装置,工作环境的干扰比较严重，因此提高保护和监控装置可靠性的重点应在抗干扰上。

由于继电保护和监控装置在强电磁场环境下连续工作，所以应从微机保护和监控装置的硬件和软件着手，采用装置故障自动检测以及容错设计技术，加强变电站综合自动化系统的抗干扰能力，提高系统运行的可靠性。故障自检在于将装置故障及时告知值班人员并自动采取隔离闭锁措施。容错设计是利用容错技术，使局部故障不降低整套装置的性能，不中断保护和监控装置的正常运行。

2抗干扰措施

干扰就是除有用信号外所有可能对装置的正常工作造成不利影响的内外电磁信号，干扰可分为外部干扰和内部干扰。外部干扰源只能通过合理的措施将它拒之门外，内部干扰源可以在设计和调试中使之尽量减少。 

2．1外部抗干扰措施

2．1.1电源的抗干扰措施

开关电源具有效率高等优点，在电子设备中被广泛采用，有些开关电源虽然采用了静电屏蔽来抑制共模干扰，但由于开关电源内部元件布置得比较紧密，电源和输出线路导线之间距离较近，接地线又较长，因此防外来干扰的能力较差，高频时尤为明显，通常在电源入口处增设电源滤波器来防止电源干扰的侵入。滤波器的接地点应以最短距离可靠接地。所有电源线必须经过滤波器才能进入设备内部，即在机箱电源线入口处安装滤波器。

微机保护和测控装置要求有相互独立的多个电源供电。每块插件板上最好能采用独立功能块电源，以进一步控制相互干扰。逆变电源中＋５ Ｖ、＋１５ Ｖ和＋２４ Ｖ最好为二组电源，完全独立，不公用变换系统，使操作继电器等干扰信号不会通过公共变换系统相互影响入侵主机；逆变电源入口除了设有常规抗干扰盒措施外，宜装设均衡控制抗干扰器，强弱电线路要分清。

2.1.2隔离措施

防止干扰危及保护装置的隔离对策主要包括以下几个方面：交流电压、电流、功率等交流信号可经变送器转换为直流量送入微机以防止交流信号的干扰，交流量均经小型中间TV和TA隔离，使交流地与直流地隔离，增加系统的抗干扰能力。所有模拟量都经光电隔离单元隔离后再送入主机，从而使微机内外系统的电源接地线在电气上完全隔离，提高系统的抗干扰能力。

变电站运行中所有开关量的输入和输出(包括跳闸出口、需监视的信号等)触点、数字量输出（如打印机接口）等都应采用光电隔离。

2．1．3屏蔽

保护和监控装置，特别是安装于现场的四合一装置，装置机壳宜用铁质材料做成，以实现对电场和磁场的屏蔽，最好采用双层屏蔽措施，在电场很强的场合，可以考虑在铁壳内加装铜网衬里。

2．1．4通道干扰处理

为控制通道之间的干扰，减少来自TA二次回路产生的磁场耦合干扰和来自TV二次线上的电场干扰，在变送器屏安装时绝对不允许将它们与变送器输出的弱电信号线混绑在一起，两者必须单独走线，而且尽量远离，避免平行。每个变送器输出的直流电压信号都有一根与微机电源的0 V共地，为避免信号地线形成回路造成磁场干扰，必须采用一点接地方式。

2．1．5合理分配和布置插件

接地、屏蔽和隔离措施并不能完全阻断干扰信号的窜入，为防止剩余浪涌引起的恶果,可以合理地将保护和控制电路分成若干个插件，将最怕干扰的部分集中在一个或几个插件上，放置在内层屏蔽箱内，并使之尽量远离干扰源和与干扰源有联系的部分。

2．2内部抗干扰措施

上面叙述的各种抗干扰对策目的是将外部干扰拒之门外，可称之为第一道防线。由于现场环境复杂，上述抗干扰措施并不能保证万无一失，还应采取针对性措施，防止窜入微机保护和控制装置的内部干扰信号。

2．2．1对输入采样值抗干扰纠错
由于干扰，采样输入数据有可能发生错误，为确保保护和测控装置的正确运行，必须找出错误的数据，并加以剔除，然后用随后输入的正确数据供保护和监控程序用。可以对每个信号设2个通道,只在2个通道读数一致时才可取用,否则取用以后的数据,这样可以确保装置躲过干扰。

2．2．2软件运算过程中的核对

干扰有可能造成软件运算出错，为了避免这种情况，可以对运算结果进行复算核对，比较计算结果是否一致，如果一致说明结果是可以信赖的。

2．2．3程序出轨的自恢复

对于越过外部防线入侵到微机系统内部的干扰，可能导致程序运行出轨。可以采用看门狗ＷＡＴＣＨＤＯＧ技术，看门狗有软件抗干扰和硬件抗干扰之分。软件抗干扰实质上是一个由ＣＰＵ复位的计数器。只要应用程序正常工作，它不会发生计时溢出。如果因干扰引起系统出错和程序出轨，内部定时器将会产生计时溢出脉冲,使系统自动复位，重新装入应用程序，这是一种很有效的抗干扰措施。硬件看门狗即硬件复归技术。