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摘 要 35KV开关柜在倒闸时，频繁出现ABB保护装置通信中断现象，使后台的SCADA监控系统和OCC 的SCADA监控系统无法对35KV开关柜进行实时监控，严重影响了供电系统的稳定性，给地铁安全运营带来极大的影响。为了提高供电系统的可靠性，本文通过对造成ABB保护装置通信中断的各种原因进行分析，并制定对策及整改措施，有效的解决了ABB保护装置通信故障率高的问题。
关键词 SCADA系统 现场通信总线 电磁干扰
1 前言
电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，地铁SCADA系统也得到了迅速的发展。它以计算机为基础，实现了地铁供电系统现代化管理，从而改变了传统变电站控制室的主体结构和值班维护方式，充分体现了现代化生产的特点，是当代地铁SCADA系统的发展趋势。地铁SCADA系统的关键之一是通信技术，我们在长期的运行实践中注意到， 地铁SCADA系统发生最多的问题就是通讯问题，如通讯中断或通讯干扰，这种问题已经严重危及到地铁安全运营。
2系统构成
SCADA系统采用分层分布式结构，系统由站级管理层、网络通信层、间隔设备层组成。站控层—继保工作站、操作员站、远方调度主站等通过以太网方式和串口方式通讯方式实现对主所各设备进行监控。通信层—由于电力规约的不兼容，不同的设备和接口需要进行通信规约转换，因而需要在通信层将间隔层的各设备的不同的通信规约转换成IEC103和IEC104规约向站控层传递数据和接受站控层的命令。间隔层—完成现场数据采集、数据上送、执行上一层传递的命令。
3原因分析
35KV开关柜在不倒闸的情况下，ABB保护通信正常，在倒闸特别是分合隔离开关时，通信中断率较高，由此可确定， ABB保护装置通信故障是由电磁干扰造成的，电磁干扰主要有以下两个来源。
（1）保护装置的RS485现场通信总线附近有高压电缆及动力电缆经过造成电磁场的干扰，这可能会造成35KV间隔设备层ABB保护通信中断。
（2）ABB保护装置所在的开关柜是一个集电动隔离开关、断路器、各种规格电缆（220V电源线、100V CT测量线、35KV动力电缆）等非常狭窄的空间环境下的电磁场比较强，作为常规开关操作之一的隔离开关操作是变电所内重要的电磁干忧源，在隔离开关对高压空载母线进行开关操作时，将沿母线产生操作过电压和过电流，并在空间形成很强的瞬态电磁场；同时产生的瞬态电磁波极易通过空间耦合和传导耦合通过连到母线上的设备（ 如 CT、带电显示器传感器等）的二次回路直接耦合到低压回路影响保护继电器等电子设备，造成强烈的电磁干扰，影响其保护装置通信的正常运行。
4方案实施
隔离、屏蔽和接地是电磁兼容 EMC 的三项主要措施，当这些措施不够完善时，电磁干扰信号会对易受干扰的对象（保护继电器等电子设备）产生影响，确定了电磁干扰源后，就可以针对干扰进行有针对的整改措施。
1）为证实电磁场干扰是否对RS485现场通信总线有影响我们在总线两端加装光电转换器，通信管理机及保护装置之间的传输信号由电信号改为光信号，这样就可以减少外界电磁场干扰对总线通信的影响，加装光电转换器后，经过多次带电分合闸试验发现ABB保护装置通信故障率还是很高，没有明显效果，这说明影响通信的电磁场干扰源不在RS485现场通信总线附近，电磁场干扰源应该是在现场通信总线保护终端。
（2）我们在实际检查中发现开关柜带电显示器二次线的走线方面也不尽合理， 另外个别的继电器存在其接地不是太可靠的情况，这种情况下受电磁干扰时会存在通讯中断等问题。根据电磁干扰问题处理经验，包括相关试验，决定对主变电所ABB开关柜（包括保护继电器）采取一些 EMC 优化和检查措施。EMC 优化措施仅涉及个别走线方式的调整和整理，不涉及功能和原理的改变， EMC 优化和检查措施如下：
a.将保护继电器电源线和数据线隔离绑扎并与带电显示进行隔离，并将电源线缠绕成双绞线；
b.保护继电器主机和人机界面 HMI 的接地线位置进行调整，并加装屏蔽罩；
c.RS485通信线的接线采用屏蔽接地的双绞线，在终端和每台保护上进行屏蔽接地；
d.检查保护装置的接地隔板，以确保其正确且状态良好；
e.CT、PT 二次线与带电显示器二次线隔离开；
f. CT 的接地线调整到前端并加粗以降低阻抗；
g.加装磁环等辅助措施。
自实施上述现场通信总线保护终端的整改措施后，经在35KV母线多次带电分合闸试验发现ABB保护装置通信基本上没有发生通信中断，并且经过三个多月的长时间运行，26台ABB保护装置在多次倒闸停送电过程中都没有发生通信故障，证明整改措施是正确而且是有效的。
5结束语
在SCADA系统中，网络通信机构与其他智能设备的通讯一般采用RS485总线、CAN、LAN网和以太网技术，从工程实践中得出，对网络传输线进行必要的屏蔽和接地处理，可以有效地提高通信质量，将传输数据交给计算机终端处理，可提高整个数据通信网的通信质量。
在强电磁环境下，变电站采用合理的电磁兼容技术，严格执行各项技术标准，才可确保设备的电磁兼容性，可以有效提高设备在强电磁环境下的运行质量。
参考文献
[1]周中等 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案 机械工业出版社 2012
[2]尚开明 电磁兼容（EMC）设计与测试 电子工业出版社 2013
[3]广州市地下铁道总公司 变电检修工—城市轨道交通岗位技能培训教材 中国劳动社会保障出版社 2010
[4]樊昌信 曹丽娜 通信原理（第六版）国防工业出版社 2006
关键词 SCADA系统 现场通信总线 电磁干扰
1 前言
电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，地铁SCADA系统也得到了迅速的发展。它以计算机为基础，实现了地铁供电系统现代化管理，从而改变了传统变电站控制室的主体结构和值班维护方式，充分体现了现代化生产的特点，是当代地铁SCADA系统的发展趋势。地铁SCADA系统的关键之一是通信技术，我们在长期的运行实践中注意到， 地铁SCADA系统发生最多的问题就是通讯问题，如通讯中断或通讯干扰，这种问题已经严重危及到地铁安全运营。
2系统构成
SCADA系统采用分层分布式结构，系统由站级管理层、网络通信层、间隔设备层组成。站控层—继保工作站、操作员站、远方调度主站等通过以太网方式和串口方式通讯方式实现对主所各设备进行监控。通信层—由于电力规约的不兼容，不同的设备和接口需要进行通信规约转换，因而需要在通信层将间隔层的各设备的不同的通信规约转换成IEC103和IEC104规约向站控层传递数据和接受站控层的命令。间隔层—完成现场数据采集、数据上送、执行上一层传递的命令。
3原因分析
35KV开关柜在不倒闸的情况下，ABB保护通信正常，在倒闸特别是分合隔离开关时，通信中断率较高，由此可确定， ABB保护装置通信故障是由电磁干扰造成的，电磁干扰主要有以下两个来源。
（1）保护装置的RS485现场通信总线附近有高压电缆及动力电缆经过造成电磁场的干扰，这可能会造成35KV间隔设备层ABB保护通信中断。
（2）ABB保护装置所在的开关柜是一个集电动隔离开关、断路器、各种规格电缆（220V电源线、100V CT测量线、35KV动力电缆）等非常狭窄的空间环境下的电磁场比较强，作为常规开关操作之一的隔离开关操作是变电所内重要的电磁干忧源，在隔离开关对高压空载母线进行开关操作时，将沿母线产生操作过电压和过电流，并在空间形成很强的瞬态电磁场；同时产生的瞬态电磁波极易通过空间耦合和传导耦合通过连到母线上的设备（ 如 CT、带电显示器传感器等）的二次回路直接耦合到低压回路影响保护继电器等电子设备，造成强烈的电磁干扰，影响其保护装置通信的正常运行。
4方案实施
隔离、屏蔽和接地是电磁兼容 EMC 的三项主要措施，当这些措施不够完善时，电磁干扰信号会对易受干扰的对象（保护继电器等电子设备）产生影响，确定了电磁干扰源后，就可以针对干扰进行有针对的整改措施。
1）为证实电磁场干扰是否对RS485现场通信总线有影响我们在总线两端加装光电转换器，通信管理机及保护装置之间的传输信号由电信号改为光信号，这样就可以减少外界电磁场干扰对总线通信的影响，加装光电转换器后，经过多次带电分合闸试验发现ABB保护装置通信故障率还是很高，没有明显效果，这说明影响通信的电磁场干扰源不在RS485现场通信总线附近，电磁场干扰源应该是在现场通信总线保护终端。
（2）我们在实际检查中发现开关柜带电显示器二次线的走线方面也不尽合理， 另外个别的继电器存在其接地不是太可靠的情况，这种情况下受电磁干扰时会存在通讯中断等问题。根据电磁干扰问题处理经验，包括相关试验，决定对主变电所ABB开关柜（包括保护继电器）采取一些 EMC 优化和检查措施。EMC 优化措施仅涉及个别走线方式的调整和整理，不涉及功能和原理的改变， EMC 优化和检查措施如下：
a.将保护继电器电源线和数据线隔离绑扎并与带电显示进行隔离，并将电源线缠绕成双绞线；
b.保护继电器主机和人机界面 HMI 的接地线位置进行调整，并加装屏蔽罩；
c.RS485通信线的接线采用屏蔽接地的双绞线，在终端和每台保护上进行屏蔽接地；
d.检查保护装置的接地隔板，以确保其正确且状态良好；
e.CT、PT 二次线与带电显示器二次线隔离开；
f. CT 的接地线调整到前端并加粗以降低阻抗；
g.加装磁环等辅助措施。
自实施上述现场通信总线保护终端的整改措施后，经在35KV母线多次带电分合闸试验发现ABB保护装置通信基本上没有发生通信中断，并且经过三个多月的长时间运行，26台ABB保护装置在多次倒闸停送电过程中都没有发生通信故障，证明整改措施是正确而且是有效的。
5结束语
在SCADA系统中，网络通信机构与其他智能设备的通讯一般采用RS485总线、CAN、LAN网和以太网技术，从工程实践中得出，对网络传输线进行必要的屏蔽和接地处理，可以有效地提高通信质量，将传输数据交给计算机终端处理，可提高整个数据通信网的通信质量。
在强电磁环境下，变电站采用合理的电磁兼容技术，严格执行各项技术标准，才可确保设备的电磁兼容性，可以有效提高设备在强电磁环境下的运行质量。
参考文献
[1]周中等 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案 机械工业出版社 2012
[2]尚开明 电磁兼容（EMC）设计与测试 电子工业出版社 2013
[3]广州市地下铁道总公司 变电检修工—城市轨道交通岗位技能培训教材 中国劳动社会保障出版社 2010
[4]樊昌信 曹丽娜 通信原理（第六版）国防工业出版社 2006