摘要：变电站自动化设备在工作过程中会因为各种原因而出现程度不同的故障问题，这对于变电站输电工作的可靠性与稳定性造成一定程度的影响，并且不利于我国电力事业的发展。鉴于此，本文将重点对变电站自动化设备常见的故障进行分析，并给出有针对性的处理对策。
关键词：变电站；自动化设备；故障；处理
引言：
在变电站当中，自动化设备可以不受时间以及地点等因素的限制，从而实现远程操作变电站的一种电力系统。此外，变电站自动化设备的应用，使得变电站的运行成为大为降低，并且可以实时的采集变电站工作过程中的重要参数，对变电站运行可靠性与稳定性的提升有着极大的帮助作用。此外，自动化设备对于变电站而言具有不可替代的关键作用，并且已经成为变电站未来发展的关键目标。然而，仍然存在一些故障问题在变电站自动化设备当中，需要对此采取更有针对性的处理对策，对于自动化设备在变电站中的发展具有积极的意义。
一、自动化设备的结构
自动化设备对于变电站来讲，其指的是具备远程操作的一类系统，并且变电站的功能可以通过自动控制以及计算机技术来实现。其中，继电保护、数据采集和控制以及直流电源系统是构成变电站自动化系统的三大部分。与此同时，分布式、集中式以及分层分布式是变电站自动化系统的三类系统结构。
1、分布式系统结构
CPU系统工作是分布式系统结构的主要特点，并且对并行多发时间的能力有着显著的提升作用。此外，数据通信可通过各功能模块之间的网络技术以及串行方式来实现，对于中低压变电站更为适用。
2、集中式系统结构
按照信息类型对功能进行划分是集中式系统结构的主要特点，通过模块化软件来实现连接各功能模块的目的，以便达到集中采集、处理以及分析信息的目的。在传统自动化系统当中，集中式系统结构获得了较多的应用，但是存在要求过高的主机性能、系统处理能力有限以及维护性较差等缺点，使得其应用领域受到了极大的限制。
3、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。
二、变电站自动化设备的故障分析方法
1、整体分析法
在处理系统故障时必须要熟知系统是由哪些部分组成的，每部分的工作原理是什么，每个子部分都是由哪些主要设备所组成的，每台设备起什么作用等等，这就要求技术人员在日常工作中不断积累经验，对每一类设备的功能都要了如指掌，如果掌握了系统中每一台设备的作用，就能够判断出某一台设备失效将会给系统造成什么样的影响，反过来，也就可以判断当系统发生故障时可能是由哪一台设备发生故障所引起的。整体分析法是一种逻辑推断法，它利用系统中各类设备之间的相关性与综合性原理，判断出系统所发生的故障。
2、简单排除法
简单排除法就是“非 A 即 B”的判断方法。因为自动化系统通常比较复杂，而且它还与变电站的一次设备、二次设备关系紧密，所以要先用简单排除法判断究竟是自动化系统中的 A 设备有故障还是 B 设备有故障，或者是 A 设备与 B 设备同时故障，这就需要我们在工作中不断积累经验。
3、检查电源法
通常来说，自动化系统在运行了一段时间以后就进入了相对稳定期，各类设备由于自身原因发生故障的几率相对较小，若此时出现设备故障，我们应当先运用整体分析法与简单判断法确定发生故障的设备，再检查该设备的电源电压是否工作正常，如果出现线路板接触不良、熔断器熔断、电源电压波动较大等现象都有可能会导致设备发生故障。
4、信号追踪法
变电站自动化系统是依靠数据采集、数据传输、数据处理来完成其功能的，而这些信号是看不见也摸不着的，我们以借助毫伏表、电脑、光纤检测器等设备检测出来，通过检测设备可以判断出信号在哪一段传输过程中出现异常，这样就可以有针对性地进行故障处理工作。
三、变电站自动化设备常见故障及其处理对策
因自动化变电站需对站内一次和二次设备实现实时数据采集、通信、遥控、遥调等功能，其稳定性依赖于微处理器与通信技术的可靠发展。自动化变电站内设备的参数采集、信号控制等都需要通过网络传输，在稳定性上对网络系统及传输设备的稳定可靠性依赖很大，一旦网络传输出现问题，有可能导致数据出错、丢失、失控等问题，严重的可能导致发生事故未及时察觉而进一步扩大事故。
1、通信网络类故障
1.1 某保护小室内某单元保护装置或测控装置通信中断
出现该类故障，其原因多在于保护装置与自动化系统的通信出现问题，有可能是因为保护装置通信接口模块故障、通信接线松动。针对该类情况可以先查找保护装置至保护管理机之间的接线是否牢固、完好，保护管理机通信指示灯是否正常，保护装置面板显示是否正常，是否出现通信模块故障或是装置故障的告警，而后相应地进行紧固接线、重启装置、更换相关装置模块等处理。
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1.2 某保护小室内所有保护装置（非自动化系统厂家的保护装置）通信中断
自动化系统与其他厂家的保护装置因为使用的通信规约不同，所以自动化系统采集保护信号需要经过保护管理机进行规约转换，一台保护管理机可以容纳多台保护装置的信号传输，一旦小室内的保护管理机出现死机或是故障，往往导致所接的所有保护装置信号无法正常传输，遥信信号无法更新，可能会错失重要信号报文。出现该类问题，可以通过观察保护管理机的通信指示灯是否正常来判断，并且检查其与交换机之间的接线是否松脱，而后相应地进行重启装置、紧固接线、更换装置等处理。
1.3 某保护小室内所有保护装置、测控装置通信中断
一旦出现整间保护小室内的所有保护装置、测控装置的通信全部中断，不论是单网络中断还是双网络中断，其故障原因大多在于该小室内的交换机、光电转换装置以及该小室在站控层所对应的光电转换装置等网络传输设备出现故障，所以可以首先对网络传输设备及其接线进行排查，而后进行相应处理。
1.4 所内双网络结构通信中的1个网络中断或是2个网络都中断
全所内的自动化系统网络出现单网络通信中断或是双网络的整体通信中断，可以先对站控层所属的交换机等网络设备及其接线进行检查。因为现场的所有通信信号，不论是测控采集的信号，还是保护管理机转换传输的遥信信号，最终都需经过站控层的交换机、光电转换装置等网络传输装置进行传输，所以出现该类问题，应该首先从站控层自上而下地查起。
2、数据采集类故障
实际运行中，在网络连接正常的情况下，存在个别遥信信号量显示与现场实际状态不一致的问题。例如，某保护屏上压板投退后，监控主机却显示并未变位。该类情况往往还应参考SOE事件信号进行综合分析判断。当SOE事件中也没有该压板投退的信号出现时，可以判断是属于保护装置与自动化系统间通信出现故障，或是保护管理机死机，此时只需对保护管理机重启便可恢复正常；也可能是因保护装置内部的通信出口模块损坏导致信号缺失，此时需要对相关模块进行修复、更换。当SOE事件中有该压板投退信号时，则说明保护装置与自动化系统的通信采集正常，此时需要对自动化系统数据库中该压板软节点的定义进行重新设置修定。对于遥测硬节点开入的报文，如果某一硬节点开入信号丢失，或频繁动作、复位（即节点抖动），而与现场实际运行情况不符时，则该节点的接线触点可能存在接头松脱、虚接的现象，需要对接线进行紧固处理。
3、误报警故障
在自动化系统中，所有非自动化系统厂家的保护装置发出的软报文，均由保护管理机接入自动化系统后台数据库。当保护信号量非常大的时候，例如保护调试、系统事故等情况，保护装置发出的部分信号会堆栈在保护装置内存中，根据通信规约先入先出的原理，这部分堆积的信号会在下次保护管理机读取信号时（如收发信启动），随着收发信告警信号一起被保护管理机读取上报至监控主机报文，对运行监视及信号判断造成干扰。此类因堆积而延迟上报的信号，其动作时间不是当前时间，而是其真实发信时间，此时需要结合现场实际保护动作情况进行分析判断，将其告警发生时间与相应保护装置内的历史记录进行对比，即可发现属于信号堆积延迟误报警，进而排除干扰。对于存在该类问题的变电站，可以在每次保护调试或事故处理后，对保护装置内存事件进行清空，即可解决该问题。
四、变电站自动化设备故障处理的注意事项
1、将故障逐步地加以排除
对于变电站的自动化设备来说，由于它本身属于一种远程操作系统，会将总站与变电站进行连接，因此，其跨度是很大的，如果这一系统出现故障，很难将其有效解决。因而，要想让这一问题得以有效的解决，对其进行逐一地排查工作是十分关键的，这样就能将故障隐患及时排除。
2、尽快地保持电网的稳定性
在实际调试变电站的过程中，需要让变电站电网的稳定性得以可靠地保证，同时，还不能出现误分合开关以及刀闸的情况。这样一来，电网的安全稳定运行才能得到更加可靠地保证。另外，保证电网的稳定性还需要所有工作人员提高安全意识，在实际工作中，有效的预防操作失误，严格遵守规章制度，提高用电安全，防止由于人为原因造成的故障。
3、进一步提高用电的可靠性
随着现阶段，人们对电能需求的逐步提升，电力能源在现代社会的生产生活中是必不可少的能源，如果电力系统出现故障，则会导致生产停工，人们生活受到极大的影响，后果十分严重。因此，对于电力企业，必须提高电力系统的可靠性，尤其是自动化设备，保证不间断的供电，提高供电质量，为人们提供充足的能源支持。
4、逐步提高检修人员的实践能力
变电站自动化设备出现故障时，检修人员应立即采取应急对策，找出故障源，这时就考验着检修人员的维修水平以及对自动化设备的了解程度。检修人员只有在日常工作中不断学习新知识，了解自动化设备的相关问题，总结常见的故障现象、原因及处理方法，才能够提高自己是专业水平，更好、更快速的解决自动化设备故障，避免故障影响电力系统运行，给用户带来不必要的麻烦。
结语：
在变电站当中，自动化设备会因为各类因素及风险产生故障，影响自动化系统运行。如果故障处理不及时，就会给更多的用户造成巨大的经济损失，因此要求相关人员在实际故障处理过程中不断的积累经验，并对此进行细致分析，以便及时对故障问题加以处理，提升自动化的设备的有效工作时间，从而提升其工作的稳定性与可靠性。
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论文作者:王申江
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/25
标签：变电站论文; 故障论文; 设备论文; 自动化设备论文; 信号论文; 自动化系统论文; 保护装置论文; 《电力设备》2018年第4期论文;