浅谈变电所微机组态监控系统及抗干扰措施

郭艳红

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。

1变电所微机组态监控系统的优点

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、windowsNT、windows2000等windows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j②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。

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