浅析电力工程自动化系统中常见的故障问题及故障分析方法

尤丹丹，杨天平

（1.贵州工业职业技术学院，贵州 贵阳 550008；2.贵阳永青仪电科技有限公司，贵州 贵阳 550004）

近年来我国电力工程自动化水平越来越高，不仅提高了我国电网系统的运行效率，同时也确保了的供电系统的安全性和稳定性，减少了停电等给企业以及居民生产生活带来的负面影响。但是由于自动化管理系统本身还不够完善，在自动化系统管理的过程中还缺少规范化的操作指南等，使导致自动化系统在运行的过程中出现故障。在故障分析的过程中，技术人员的个人能力和素质对于故障的解决具有重要的影响。

1 常见的故障分析

1.1 硬件方面的问题

在电力工程运行的过程中，需要借助许多硬件设备，如果硬件设备本身发生故障，就可能导致自动化系统难以正常的工作。自动化系统在工作的过程中离不开硬件设备的支持，例如计算机、PLC、服务器、主动检测设备等，这些设备能够满足自动化系统工作的需要，当设备发生问题就可能导致采集的数据不准确或者丢失等问题，最终为自动化系统数据处理工作带来不利的影响。一般情况下，当硬件发生问题时，系统会发出报警信号，这就需要加强对硬件故障的查找和排除，从而及时地找到发生故障的设备，进行更换或者维修。

1.2 软件方面的问题

信息技术在电力工程自动化系统中发挥了重要的作用，软件的稳定性和安全性以及操作人员的规范性都会影响到软件的工作状态。当出现数据被意外删除或者操作不当时，就可能导致软件崩溃、卡死，导致自动化系统难以正常的工作。当软件被病毒或者木马等攻击之后，也会导致自动化系统崩溃。在电力工程自动化系统中常见的软件故障主要集中在数据库方面，当发生故障之后，应当进行检查，判断其是否存在漏洞。

1.3 子系统方面的问题

在电力工程自动化系统中包含了多个子系统，当子系统发生故障之后，可能会导致数据难以有效地传递，降低了系统处理数据的能力，导致自动化系统难以正常地工作。在发生故障时，应当对故障信息进行检测，确定故障的性质和节点，从而及时地消除故障。

1.4 工作人员方面的问题

对于电力工程自动化系统来说，在日常的维护工作中，存在着重视局部，而忽略了整体，表现在对于关键设备花费的时间比较多，而对于整体设备则关注不够，最终导致了故障的发生。在对自动化系统进行维护的过程中，对于整体的分析内容不重视其实质，难以实现对系统细节进行分析，导致故障难以及时地被察觉。部分技术人员在系统维护的过程中，重视其应用，例如对于操作系统应用等比较熟悉，而忽略了数据库等系统应有的维护工作，对于系统的实质理解不够，在工作的过程中也会出现偏差，最终导致故障的发生。

2 故障分析和管理研究

2.1 排除法

当发生故障时，涉及到的元素和节点比较多，凭借个人经验和技术能力难以准确地判断时，就需要应用到排除法。目前排除法在电力工程自动化系统中应用比较广泛，而且发挥了重要的作用。电力工程自动化系统在工作的过程中具有比较强的数据集聚效应，这就需要多个硬件、软件以及传输设备共同发挥作用，它们在数据的传递方面联系紧密，在出现问题时可能是硬件方面的问题，也可能是软件方面的问题，或者共同出现问题。自动化系统的复杂性要求在排除故障的过程中需要，逐步推进。再加上各个系统之间的联系紧密，增加了故障的数量和类型，也增加了故障排除的时间。例如在调度自动化系统故障处理中，当断路器在远程操作时，其位置信号不变，或者不能有效反映断路器变位情况时，就需要综合应用排除法和系统分析的方法，分析主站变电通道是否正常工作，当出现故障时，就可能准确定位变电所的位置。然后检查变电站断路器闸位触点位置是否正常，在合闸和分闸的情况下触点位置不发生变化时，就可以判断故障位于触点上。因此为了提高排除法的工作效率，应当加强对自动化系统的学习，掌握和熟悉系统的运行规律，熟悉常见的故障类型，从而在故障发生时能够快速地找到问题所在，提高故障处理的效率。

2.2 系统分析法

在应用系统分析法时，应当熟悉整个自动化系统，不仅掌握其硬件的运行规律，同时也需要掌握其工作原理等，对于附件的作用以及工作模式等都需要了解。电力工程自动化系统由不同的模块所组成，这些模块之间在工作的过程中相互联系，关系密切，这就需要对系统具有整体性的认识。对于系统的各种类型的故障不仅熟悉，特别是在故障经验方面比较丰富，当发生故障时，能够根据之前的案例教学快速的判断，从而找到故障的原因和节点等。

2.3 重视安全管理

通过重视电力工程自动化系统的安全管理工作，能够有效地降低故障发生的概率，从而减少故障所导致的损失以及降低故障的危险，防止由于故障而发生安全事故，导致设备被击穿等。例如在配电自动化系统中，当出现永久性的故障时，首先应当查找原因，同时将发生故障的设备隔离开，然后配置新的系统，在这种情况下，能够先保障系统的正常工作，确保了供电系统的稳定性。当配电线路发生故障时，而且故障是永久性，断路器会发生自动跳闸的现象，但是自动化系统能够主动解决故障。在电力工程自动化系统维护和故障分析的过程中，特别是当某条线路发生故障时，应当重视其安全维护工作，防止对系统产生破坏，同时及时地修复故障，防止由于故障导致的长时间停电等，从而提高自动化系统的运行效率。

3 大数据分析技术在故障预测中的应用

3.1 加强故障数据的搜集

在电力工程自动化系统工作的过程中会产生很多数据，因此在大数据分析的过程中，首先应当提前对故障数据的收集，从而做好故障预测工作。电力工程自动化系统工作中产生的变压器等设备的数据，可以统一地储存到调度中心，然后进行相应的分析。同时在自动化系统工作的过程中，每天会实时产生大量的数据，这些数据的规模比较大，而且其中的无效数据数量也比较多，一方面需要占用比较多的存储空间，同时也降低了数据处理的效率，对于这种情况，应当首先进行数据的过滤和处理之后再传送到调度中心。目前我国在电力自动化系统实时数据的处理技术方面比较成熟完善，对于提高数据的准确性具有重要的帮助。

3.2 加强故障数据的分析和预测

为了提高故障的处理效率，就需要加强对故障的全面分析，及时地挖掘其中的关键数据和信息，从而推动故障的解决。为了提高故障数据分析和预测的效率，应当建立针对性的故障监测系统，实现对数据的处理等。在应用的过程中应当积极地引入大数据分析技术，从而不断地提高数据的分析效率和质量。在具体的工作过程中，子站需要将现场采集到的数据进行分析之后，传递给主站，主站在接收到子站的数据之后，对数据进行进一步的分析和处理。通过数据预处理程序，能够有效地减少后期数据分析所需要的时间和空间，从而有效地减少无用信息。在数据预处理之后，所得到的数据都是具有一定质量和价值的，在这种情况下，通过大数据分析，最终实现对故障的监控和预测。当电力自动化系统中的数据出现异常变化、波动超出其设定的范围时，就可能会发生报警或者进行自动处理，从而提高了故障分析的效率。

4 结语

电力工程自动化系统的操作维护是一项技术程度比较集中的工作，它对于操作人员的素质具有比较高的要求。在自动化系统故障分析的过程中，常常发现由于人为失误等原因导致故障的发生，给电力企业带来了严重的经济损失。因此应当加强对电力工程自动化系统的人才培养工作，使他们能够熟悉电力工程整个系统的运行状态，不断地积累故障处理方面的经验，从而在故障发生时能够快速地响应，最终解决故障。此外，还应当积极地应用大数据分析以及数据挖掘技术，提高故障分析的效率，最终预防故障的发生。