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变电站综合自动化系统常见故障分析及措施

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：李国斌冯丽萍

[导读] 摘要：我国社会经济发展与民众正常生活都离不开电力，电网系统中重要组成部分之一就是变电站，变电站运行正常与否直接影响到电网的运行。

        (中车长春轨道客车股份有限公司动力厂吉林长春 130062)
        摘要：我国社会经济发展与民众正常生活都离不开电力，电网系统中重要组成部分之一就是变电站，变电站运行正常与否直接影响到电网的运行。随着我国对变电站深入研究，目前在变电站中建立综合自动化系统已成为变电站改革的主要方向。变电站综合化系统应用中受到各种因素的影响出现故障，影响变电站工作质量，文章中作者主要阐述常见故障的解决措施。
        关键词：综合自动化系统；故障分析；应对措施
        一、自动化系统结构
        当前变电站自动化系统主要包括三种形式，即分布式、集中式与分层式。
        1.1分布式自动化系统。这种变电站自动化系统的主要结构是主从CPU协同的工作形式，多个CPU系统使处理和运行多发事件的能力和速度提高，在一定程度上解决了CPU运算处理的问题。在这个自动化系统之中，各个功能模块之间使用网络技术或者串行的方式进行数据通信工作，分布式自动化系统按照安装主要有集中组屏和分层组屏这两种方式，适用于中低压变电站。
        1.2集中式自动化系统。这个系统是按照信息类型进行功能的划分，集中式分布结构的系统功能与其自身硬件关系较小，各个功能模块的连接是利用模块化的软件实现的，集中进行信息的采集、处理和运算，如图1所示。由于计算机硬件水平存在限制因素，集中式自动化系统应用于早期，并且系统运行处理能力有限，开发的手段单一，抗干扰能力差。

        1.3分层分布式自动化系统结构。这种自动化系统结构主要是“面向对象”进行设计，该结构的特点是实现了功能分散与集中管理。“面向对象”指的是面对电气一次回路设备和电气间隔设备，间隔层的数据采集、控制单元以及单元保护可以就地进行分散安装，主要安装在开关柜和其他的一次设备附近，这些单元是利用通信网络实现连接，与监控的主机进行通信。当前分层分布式自动化系统较为广泛的应用在变电站自动化系统中，其代表了当地变电站综合自动化系统的发展方向与趋势，有力的减少了电缆的连接，降低了由于电缆传送信息导致的电磁干扰，并且具备较高的可靠性，实现了故障不互相影响的效果;同时具有较高的扩展性和开放性，便于设计和应用。
        二、常见故障及其原因分析
        2.1间隔层故障。间隔层主要指继电保护与测控、录波等。在间隔层出现的故障主要由两个方面组成，最主要的是二次的回路故障，即对一次设备操作后，辅助接点没有到达准确的位置或者是绝缘不达标，引发遥信状态与实际不对应的现象。而测控装置软件方面出现的问题较少，但是故障都比较严重，比如同期定值丢失，如果检查不全面极容易造成事故。还有测控装置的硬件问题，通信中断常因插件、内部模块故障而被引发，如果测控装置死机，导致不能正常进行遥控操作，只要下电重启设备就可恢复。
        2.2站控层故障。站控层主要指的是厂站级的监控，是指监控主站、工程师站、信息子站等。如果发生故障，可能是由以下三种原因导致，由于自动化系统信息量很大，新建或是改动后的工程验收传送不到位，导致后台系统参数报文名称定义不清，主分画面显示与实际不一致。硬件故障主要表现为设备频繁死机，主要是因为设备运行时间长而导致老化、硬盘主板损坏，并且致使后台设备损坏严重；前置机软件故障主要表现在应用程序无响应和无原因的死机，只要重新启动就可恢复。
        2.3远动系统故障。远动系统是连接厂站端与主站端的“高速公路”，因此，远动信息通过远动通道进行传送，根据传输的内容不同，远动通道可分为网络通道和模拟通道两种。所谓的网络通道即数字通道，是以以太网的传输规约，通过调度数据网进行通信的传输。
        远动系统的故障包括两个方面：①远动工作站自身问题。如前置机、后台机、五防机故障，大部分的工作站都使用工控机等设备，所以由硬件系统故障造成的信息传输失败的案例也屡见不鲜；②参数设置的问题。远动信息转发表的配置设置错误及远方调度系统数据库设置不一致，都会导致信息传输错误。
        三、常见故障解决对策
        3.1完善硬件设备管理
        经过分析和总结，变电站综合自动化系统出现故障的位置主要集中在后台系统、远动系统等的计算机和网络通信设备故障，通常情况下这些设备大部分是从监控系统的厂家进行外购，部分为了降低成本选择了质量较差以及不适合电力系统使用的硬件设备，所以在这些硬件设备运行一段时间以后，各种质量问题不断显性。所以完善变电站综合自动化系统的硬件设备管理十分必要，后台系统、远动系统使用的计算机和网络通信等设备的选型工作也尤为重要。首先，需要根据行业标准与规范的文件选择硬件设备，避免出现随意选择外购设备的情况，保证这些设备质量上乘、性能优良，符合电力系统长期的电磁干扰、长期运行等工作条件。计算机这些硬件设备由于电子元件具有一定的使用寿命、运行环境等条件限制，使其使用时间不超过五年，所以需要定期更换这些电子设备，使其长期处于良好的工作状态。
        3.2做好调试、验收工作的过程控制
        变电站综合自动化系统建成以后，需要进行调试以及验收，这是一项非常复杂和繁琐的工作，产生的信息量巨大，并且涉及的知识领域较广，任何一个环节出现问题，都可能会产生严重的后果，所以需要编写详细的调试与验收计划，做好调试和验收的过程管理，细致检查每一个参数的设置，认真完成调试试验，保证对变电站综合自动化系统调试与验收的全过程控制。最后加强对验收报告等的检查与管理。
        3.3加强检修维护
        做好变电站综合自动化系统的检修与维护是十分重要的，可以及时发现其潜在的故障与问题，做到防患于未然。首先需要认真进行综合自动化系统的定期核查工作，因为后台系统、远动系统所使用的计算机一级网络通信等设备要求较为严格的运行工作环境，所以需要根据相关的标准与规范完善运行环境，定期对工作环境进行检查;其次，须及时开启空调设备，加强日常的设备清理工作，做好除灰除尘，使设备一直处于良好的工作状态;最后，针对隔层设备，可以进行定期的检测，例如进行高精度的检验可以及时发现交流采用模块存在的精度问题。
        3.4完善缺陷管理工作
        处理好变电站综合自动化系统的缺陷问题是十分重要的，可以根据历年缺陷产生的原因及存在的规律，制定综合性措施，以降低相似缺陷的产生。
        四、结束语
        目前，变电站综合自动化系统正处于一个快速发展阶段。只要认真分析缺陷现象，归纳总结缺陷原因并采取针对性的整改方法和预控措施，就一定能大幅度降低变电站综合自动化系统的缺陷发生率，提高自动化系统的安全性和可靠性，促进自动化系统技术更好地服务于电网。
        参考文献：
        [1]吴芳.220kV传统变电站综合自动化技术的运用[J].自动化应用，2015（11）：45.
        [2]张仕明.浅谈建设35kV变电站综合自动化系统的建议[J].山西焦煤科技，2005（6）.
        [3]赖雪平.35kV变电站综合自动化系统设计研究[J].中外企业家，2014（33）.