遙信就是調(diào)度自動化系統(tǒng)對變電所斷路器、隔離開關(guān)等被控對象分合位置的反映。若現(xiàn)場設(shè)備的位置狀態(tài)并未發(fā)生改變，而調(diào)度自動化系統(tǒng)報告了遙信變位，這就是遙信誤報。

　　電網(wǎng)中，35 kV及以上隔離開關(guān)多為室外布置，隔離開關(guān)輔助接點長期運(yùn)行在嚴(yán)酷的環(huán)境中，加之變電所強(qiáng)電磁場的干擾可能引起遙信誤報。

　　隔離開關(guān)的位置是電網(wǎng)運(yùn)行方式的重要標(biāo)志，遙信誤報將導(dǎo)致電網(wǎng)動態(tài)模擬構(gòu)圖的不確定性。大量的遙信誤報，調(diào)度監(jiān)視屏不斷彈出大量不實的報警信息，而將真實信息淹沒在偽遙信報告之中，調(diào)度員在頻繁誤報信息的干擾和誤導(dǎo)面前將無所適從。因此，遙信誤報問題是電網(wǎng)調(diào)度安全的隱患，必須得到重視和解決。

　　1 隔離開關(guān)遙信誤報的原因

　　1.1 對遙信量采集回路的分析

　　RTU遙信采集原理圖見圖1。

圖1　遙信采集原理圖

　　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)以消除接點顫動的影響;OC為光耦器件將外部回路與數(shù)字電路隔離。

　　從圖1看，遙信誤報來自于隔離開關(guān)的輔助接點、遙信回路的電纜接線、RTU裝置內(nèi)部，或它們之間配合。對以往遙信誤報情況的分類統(tǒng)計表明，隔離開關(guān)的輔助接點出現(xiàn)問題的幾率最高。

　　1.2 隔離開關(guān)輔助接點及與RTU的配合問題

　　1.2.1 隔離開關(guān)輔助接點常出現(xiàn)的幾種故障

　　正常情況下，隔離開關(guān)輔助接點的動觸片與隔離開關(guān)的動觸頭是同步轉(zhuǎn)動的，隔離開關(guān)在“合”或“分”時，輔助接點應(yīng)在確定的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)，否則輔助接點就有缺陷。

　　•接點失步：輔助接點的連桿松開或滑動，或輔助接點“超行程”、“欠行程”情況，動靜觸片可能處于“臨界接觸”狀態(tài)，微小的擾動即能改變其通斷狀態(tài)。

　　•接點氧化：接點盒密封不完全，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ぃ虼水?dāng)隔離開關(guān)操作帶動輔助接點動觸片轉(zhuǎn)動時，將與靜觸片的不同部位相接觸，在接觸過程中輔助接點會出現(xiàn)時通時斷的情況。

　　•接點形變：若接點的安裝偏心，動觸片在接觸行程中與靜觸片之間在某個部位產(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)行程中接點的通斷狀態(tài)是變化的。

　　1.2.2 RTU與隔離開關(guān)輔助接點之間的時間配合

　　遙信的采樣掃描周期只幾個毫秒，而隔離開關(guān)輔助接點的動作行程時長一般在100～400 ms之間。在隔離開關(guān)操作期間，輔助接點的接觸面情況是變化的，接點兩端典型的電壓-時間特性與RTU的遙信采樣情況見圖2。

圖2　隔離開關(guān)輔助接點U-T特性與RTU遙信采樣比對圖

　　采樣點的電壓高于13 V時RTU即認(rèn)為是“1”，采樣點的電壓低于11V時RTU即認(rèn)為是“0”(圖中電壓遲滯區(qū)為11～13 V，橫坐標(biāo)為采樣周期)。即在隔離開關(guān)動作期間，RTU采集到輔助接點的多次通斷。

　　1.3 來自遙信電纜的干擾

　　1.3.1 干擾的存在

　　一次，我們查找遙信誤報的原因時，在控制室RTU屏拆除了遙信電纜所有的端子接線，用示波器測得電纜芯線上仍有1.33V的工頻信號和0.12～0.23 V的雜頻信號，用數(shù)字萬用表測得電纜芯線對地電位2.92～3.01 V。電纜退出運(yùn)行而芯線上還有信號電壓，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，而干擾的信號源只能來自遙信電纜以外。

　　1.3.2 遙信誤報的可能性

　　經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，隔離開關(guān)輔助接點盒至遙信端子箱的電纜穿PVC管地埋敷設(shè)，埋深10～15 cm，其中的一段約30 cm與某線路避雷器散流體的距離不足25 cm。那根遙信電纜規(guī)格為KVV4×1.5，沒有屏蔽層。遙信誤報的當(dāng)日，變電所巡視記錄登錄了該避雷器C相動作一次，時間與遙信誤報的時間吻合。因此可斷定，經(jīng)避雷器接地體釋放的雷電流對沒有設(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。

　　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，安裝時線頭受傷不易被發(fā)現(xiàn)，長期運(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、防水等問題，也可能導(dǎo)致遙信誤報。

　　1.5 遙信板故障

　　主要是遙信板上元器件損壞，我們曾發(fā)現(xiàn)過濾波電容冒漿、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，有可能將幾個遙信的輸入短接，或?qū)⑤斎胄盘栔苯右胂乱患壖呻娐?，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)烈干擾信號引起，結(jié)果是遙信誤報。

　　2 限制遙信誤報的措施

　　2.1 隔離開關(guān)輔助接點與RTU的配合

　　2.1.1 對隔離開關(guān)輔助接點的處理

　　•保護(hù)接點：接點除銹、拋光并采取防腐措施，密封接點盒;

　　•檢修調(diào)試時嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重視對隔離開關(guān)的輔助接點的調(diào)試，檢修工作應(yīng)包括遙信傳動試驗的內(nèi)容。

　　2.1.2 RTU的軟件配合

　　其實，我們只關(guān)心隔離開關(guān)輔助接點最終的狀態(tài)，因此對隔離開關(guān)操作過程中采集到“偽變位”可“視而不見”。據(jù)此我們設(shè)計編寫了消除中間遙信變位信號的程序，對廠家的遙信處理程序進(jìn)行改進(jìn)。程序框圖見圖3。

圖3　遙信采集及延時重測程序流程圖

　　其中Td為設(shè)置的去干擾時長，t為實時時間。程序的工作原理是“延時重測”：當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個遙信變位的時，先記錄下該遙信變位的時間T[K]和狀態(tài)S' [K]，并對該遙信設(shè)置變位標(biāo)志YX[K]和延時標(biāo)志YS[K]，計算出延時重測的時間點t'。待延時結(jié)束后，檢查S' [K]狀態(tài)有無變化，若S' [K]發(fā)生翻轉(zhuǎn)則認(rèn)為是遙信誤報，否則更新內(nèi)存S[K]并報告在T[K]發(fā)生遙信變位。該程序針對每一次遙信進(jìn)行處理，因增加標(biāo)志和數(shù)組，相應(yīng)地增加了內(nèi)存開銷和計算量，但在延時處理時段遙信的采集不會中斷，因此不影響站內(nèi)事件的分辯率。

　　Td增大，遙信誤報率降低。RTU處理遙信固有的延時一般為3～5 ms，若Td設(shè)置為50 ms，理論上遙信誤報的發(fā)生率降低到原來的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，降低了站間遙信的分辯率，Td過大還可能發(fā)生遙信漏報的情況。選擇Td的原則是：在確保遙信不漏報的情況下，盡量減少遙信誤報的幾率。

　　對于集中式RTU，遙信量的處理全部由一個中央CPU承擔(dān)，對所有遙信量的延時處理是一致的。Td的選擇除依據(jù)隔離開關(guān)輔助接點的行程時間外，還要考慮到其它遙信信號的動作時間(如帶瞬動觸點的信號繼電器，接點的動作時間為20～100 ms)，Td一般取15～30 ms較為適中;對于多機(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可以單獨設(shè)置，因此我們可以對不同動作特性的遙信信號區(qū)別對待，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)置得長一些，一般取100～200 ms。

　　現(xiàn)場試驗證明，這段小程序既可以排除偶然干擾信號，也有效地限制了接點振動的影響。對于輻值大于U/2+1 V的干擾信號，在Td時間內(nèi)可有效濾除;對于接點振動的情況，發(fā)生在2Td時間內(nèi)的將不會引起遙信誤報，如果隔離開關(guān)接點的動作行程超過2Td時長，程序也可有效減少誤報次數(shù)。

　　2.2 遙信回路補(bǔ)強(qiáng)措施

　　2.2.1 對遙信電纜的處理

　　•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600 V)、一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性，芯線的截面應(yīng)大于1 mm2，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60 cm，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10 mm2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24 V電平隔離轉(zhuǎn)換為220 V電平加在隔離開關(guān)輔助接點兩端，這樣大幅度提高了遙信回路抗干擾能力(可隔離180 V以下感應(yīng)干擾信號)和有擊穿薄層氧化物膜的能力。增加一級隔離，還有效地防止了遙信回路強(qiáng)烈的干擾信號竄入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：取一對常開接點和一對常閉接點，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，但可以及時發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)輔助接點的缺陷。

　　調(diào)度端遙信量與遙測量的關(guān)聯(lián)處理：隔離開關(guān)的“合”和“分”往往對應(yīng)著相應(yīng)遙測量值的“有”和“無”，針對這個對應(yīng)關(guān)系，我們設(shè)想在調(diào)度端的遙信處理程序前增加一段遙信過濾程序，若收到遙信變位信息而其對應(yīng)的遙測值“有”和“無”沒有變化，則認(rèn)為是誤遙信。這樣做還可以將隔離開關(guān)檢修時的遙信動作屏蔽掉。