电气控制回路干扰诊断与排除

李华

（湖南省工业设备安装有限公司，长沙 410007）

1 引言

变电站的日常运行过程中，需要使用大量的不同的电气设备，包括各种一次设备和二次设备。其中，一次设备指的是直接生产、输送、分配和使用电能的设备，包含了多种类型，例如变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器、避雷针、电容器、电抗器等。

2 断路器电气控制回路

断路器是变电站一种常见的电气设备，可以实现远距离控制和自动重合闸操作，现有通信模块，用户可以通过手机短信或计算机后台方式操作，适用于中小型变电站中作为控制和保护之用[1]。在变电站的日常工作中，如果需要遥控操作断路器，实现自动分合与保护，便需要相应的操作机构具备一个专门的电气控制回路，以实现对操作机构的有效控制。借助相应的电气控制回路，可以按照工作人员的操作需求，遵循一定的操作命令，完成相关的各种自动操作，包括断路器的分闸与合闸、重合闸、自动脱扣等等，同时也可以完成联锁等操作。为了实现对断路器的控制，相应的电气控制回路需要包含若干不同的组成部分，其中需要包含一定的控制机构、操作机构以及中间传送机构。其中，控制机构可以发出一定的命令，包括分闸命令和合闸命令，相应的机构主要包括控制开关或控制按钮等。中间传送机构负责对各种操作命令进行传动，将其传送到一定的执行机构，相关的中间传送机构主要包括继电器、接触器的触点等。断路器操作机构负责执行各种操作命令[2]。断路器包含了多种不同的类型，常见的断路器电器控制回路其基本原理简图如图1 所示。

图1 断路器电气控制回路简图

3 断路器电气控制回路干扰诊断

变电站断路器电气控制回路的干扰源十分复杂，与多种因素相关。通过分析诊断发现，主要包括以下一些类型：电源系统引入的干扰、交变磁场干扰、导线相互耦合干扰等等[3]。一些常见的断路器电气控制回路干扰诊断情况见表1。

表1 断路器电气控制回路常见干扰诊断

4 断路器电气控制回路干扰排除措施分析

4.1 控制回路硬件干扰排除措施

针对断路器电气控制回路干扰问题，在进行干扰排除时，硬件抗干扰是一种常用的方法。这种方法指的是尽可能地对灵敏器件的抗干扰性能进行改善，提高其抗干扰能力。

首先，从硬件方面入手进行排除。在进行硬件设置时，对于所使用的各种二次设备的外壳实施屏蔽接地处理。一些设备中部分机构属于活动部分，包括机箱盖板与柜门等，对于这些部分也需要进行可靠连接，保持其与接地点之间的连接状态，以确保良好的电气连接。

其次，科学设置电源系统。为了获得理想的抗干扰效果，并维持稳定、可靠的二次设备运行状态，还需要对相应的电源系统进行一定的设置。设计时，可以使用不间断电源设备（UPS）稳定工作电源，并使用变电站的直流电源，以确保供电电压的波形维持在较为稳定的状态。同时，在选用变压器时，可以使用隔离变压器。通过这一方式，对共模干扰予以有效隔离，避免电网噪声干扰对控制系统产生影响。

另外，进行科学的接地设置。结合变电站的实际情况，可以设置若干相对独立的接地系统，包括控制系统接地系统、防雷接地系统以及电气接地系统等。为了保证应用效果，不同的接地系统之间需要保持一定的安全距离，且不允许不同接地系统之间进行相互混用。

其中，通过设计一定的电气接地系统，可以实现UPS 和隔离变压器屏蔽层接地。通过这一方式，可以控制电网杂波进入系统中，达到理想的抗干扰效果。针对控制系统，需要设计专用的接地系统，该系统为二次设备所专用，不能与其他设备进行连接。

最后，做好二次回路的抗干扰工作。

4.2 控制回路软件干扰排除措施

目前，除了硬件抗干扰之外，软件抗干扰排除措施也是常用的断路器电气控制回路干扰排除方法。这一排除模式下，工作人员选择在二次设备的软件设计中采取一定的措施，对各种干扰予以针对性的排除。通过软件抗干扰，可以有效避免各种干扰信号进入微机保护和控制装置的内部。在对二次设备实施软件抗干扰操作时，首先，需要对二次设备的各种干扰信号进行采集。之后，对所采集到的干扰信号进行处理，实现滤波削弱或者消除。其中，在进行数字滤波操作时，需要通过一定的软件程序来实现。因此，在前期的设备选型工作中，需要充分考虑电气控制回路的干扰排除问题。针对各种干扰，应用一定的软件进行操作，在其中增加一些程序对各种输入信号进行处理。这些程序使用方便、快捷，功能灵活多样，作用十分重要，可以一定程度上代替模拟滤波器，甚至可以完成一些模拟滤波器无法完成的功能。目前，常用的软件滤波技术主要包括两种，分别为算术平均值滤波算法和加权平均值滤波算法。两种算法特点不同，具体应用时所使用的设备在灵敏度方面也存在一定的差异，具体情况见表2。

表2 两种滤波技术的特点与应用情况比较

4.3 其他干扰排除措施

除了上述措施之外，在对变电站断路器电气控制回路干扰问题进行排除时，还可以采取其他一些措施。例如，在日常工作中，工作人员需要对后台监控系统遥控、遥信测点的抗干扰情况进行仔细的检查。在系统整体结构上，设置多机双网模式。在设计变电站监控系统时，在站控层设计上，选择使用电力系统自动化控制监控软件。同时，在系统中配备A、B 两台服务器。在缺省状态下，实施A 网优先的机制。为了获得理想的网络负载平衡效果，也可以设置为自动分流模式。对每台客户工作站均在本机上下载最新实时数据库。在多机工作的过程中，每台机器上的实时数据库是时刻保持同步的。监控系统在站控层就内置五防闭锁逻辑，可在遥控操作时加入五防闭锁逻辑，确保操作安全。

5 结语

总之，在电器控制回路的运行过程中，可能会受到多种因素的影响和干扰发生一定的故障。为了避免各种干扰的出现，还需要对这些干扰进行认真的分析和诊断，并及时排除。在本文的研究中，以变电站常见的一次设备断路器为例，分析断路器电气控制回路的基本特点和原理。通过本文的分析研究发现，变电站断路器电气控制回路的干扰源十分复杂，与多种因素相关。通过分析诊断发现，主要包括以下类型：电源系统引入的干扰、交变磁场干扰、导线相互耦合干扰等等。结合变电站的实际情况，本文还提出了针对性的干扰排除措施，包括控制回路硬件干扰排除措施与软件干扰排除措施等。