变电站自动化系统常见故障及处理分析

颜红得

【摘  要】针对自动化系统在现场实际运行中的常见故障：通信网络类故障、数据采集故障、误报警故障和与其他厂家装置不匹配故障进行了分析和归纳，从大量的现场数据中找出其规律性，分析了产生的原因（产品质量、不同厂家设备的接口通信、开放性等问题），提出了处理建议与改进措施。着重介绍了与变电站自动化系统密切相关几类典型问题的解决方法，为快速查找和正确处理变电站自动化系统故障提供了指导方法。

【关键词】变电站;自动化系统;故障;措施

一、引言

电网对我国经济的发展和人民的正常生活具有重要的影响，变电站作为电网系统的重要组成部分，对电网的正常运行有着关键的影响。随着变电站研究的不断深入，建立综合自动化系统目前成为变电站改革的主要方向。通过对变电站综合化系统常见故障的分析和对策研究，有利于提高我国变电站的工作质量，保证电力供应的及时与正常。

二、自动化系统的结构

变电站自动化系统采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站自动化系统基础体系由数据采集和控制、继电保护、直流电源系统三大块构成。变电站自动化系统目前有分布式、集中式、分层分布式3类系统结构。

a.分布式系统结构。其结构采用主从CPU协同工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。该模式在安装上有集中组屏和分层组屏2种方式，较适合于中低压变电站。

b.集中式系统结构。集中式系统结构按信息类型划分功能。采用这类结构的系统其功能模块与硬件无关，各功能模块的连接通过模块化软件实现，信息是集中采集、处理和运算的。受计算机硬件水平的限制，该结构在早期自动化系统中应用较多。此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强。

c.分层分布式系统结构。分层分布式系统结构采用“面向对象”设计，系统结构的特点是功能分散、管理集中。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构在自动化系统中较为流行，现在的智能设备大多是按面向对象设计的。分层分布式系统结构代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好地实现了部分故障不相互影响，也方便维护和扩展，扩展性与开放性较高，有利于工程设计及应用。

三、变电站综合自动化系统常见故障及原因

目前，变电站新建的500kV以上都实现了综合自动化，但是由于综合自动化系统正处于起步和推广阶段，在实际的应用中存在的问题较多，在变电站总故障中占到了三分之一以上。根据故障发生的位置来看，站控层出现故障的次数最多，其次是间隔层，之后是远动系统，最后是网络层。

1、站控层发生的故障

在变电站综合自动化系统中站控层出现故障的次数最多，主要体现在后台系统的硬件故障、后台系统的参数设置错误、前置机软件出现故障等方面。①后台系统的硬件故障体现在计算机设备死机情况比较常见，导致这一问题的原因是设备持续运行的时间比较长，出现老化现象，从而使主板和硬盘发生损坏;而且后台机系统的参数显示器等硬件设施毁坏情况也较为严重。②后台系统的参数设置错误主要体现在报文名称定义不够清晰，主画面显示与分画面显示内容与实际情况不同，导致这一问题的主要原因是综合自动化系统的信息量比较大，新建设的工程、改建以及扩建工程的验收传动未到位;另外不规范的报文名称同样是导致这个问题的原因之一。③前置机软件故障主要体现在不明情况的死机、应用程序出现走死问题，处理这种问题的方法是重新启动前置机软件。

2、间隔层故障

间隔层设备出现的故障主要是来自两方面：①出现故障最多的是二次回路问题，主要体现在每次进行操作设备以后，由于绝缘点出现不良、辅助接点未到位等使通信状态与实际情况未实现良好的衔接。②测控装置引起的问题主要表现在硬件设备上，由于内部插件、模块存在问题等可能导致通信出现中断情况，测控装置软件出现的问题较少，但是一旦出现问题则比较严重，例如如果同期定值出现丢失，现场检测也没有到位，很容易产生操作上的失误。

3、网络设备故障

根据调查资料显示，目前网络通信设备存在的问题并不严重，但是一旦出现问题那么会造成严重的后果，很容易导致变电站以及变电站设备数据采集工作出现中断，因此需要对这类故障进行及时的处理。通过对网络故障设备进行分析，导致问题的主要原因是设备的质量较差，尤其是各类集线器、交换机等网络通信设备问题。

4、远动系统故障

远动系统出现故障的次数较少，故障产生的原因主要有两个方面：①设备自身存在问题，大部分的远动系统主要应用的是工控机器，所以硬件设备在传输过程中容易出现终端。②因为设置参数存在失误，调度系统数据库设置和远动信息转发表二者不同使信息传输存在问题。

四、常见故障解决对策

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、远动系统等的计算機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。

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、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。

五、结论

针对自动化系统出现的各类故障，在实际检查处理过程中不断总结经验，并对其进行归类分析，找出其规律性，可以对自动化系统各类故障的排查进行指导，以便迅速发现故障点，消除缺陷，缩短故障存在时间，进而提高设备运行的稳定性。

参考文献：

[1]邹娟，张文祥.变电站电气综合自动化保护系统常见故障处理及维护措施[J].中国金属通报，2019（09）：246+248.

[2]刘颖.变电站综合自动化系统常见故障分析及对策[J].科技创新与应用，2016（26）：207.

（作者单位：云南电网有限责任公司玉溪供电局）