摘要：数字化保护设备的技术日渐成熟，应用越来越广泛，调度自动化系统得以成熟应用，电力系统用户已经普遍接受使用变电站自动化系统。但是变电站自动化系统在应用中还存在一些问题，在运行中常见的故障有数据采集故障、通信网络类故障、误报警故障以及各厂家设备不匹配故障等。
关键词：变电站；自动化系统；常见故障
在传统的电力生产过程中，经常出现数据传输系统以及数据采购部件多重化的现象，各种设备的功能重复、交叉，且占地面积比较大，系统维护工作比较复杂。除此之外，其运行工作效率比较低下、投入比较高。而电力综合自动化系统是采用现代电子通信技术以及计算机技术等，对电站的所有设备进行控制、监视、管理等。同时使用电力综合自动化系统可以实行生成历史、分析统计、事故分析、信息共享、制表等功能，不仅方便对电力系统的管理，还降低了运行成本，提高安全性能。
1.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。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
2.变电所自动化系统中的故障
2.1通信故障
遥信是变电所实现自动化中必须实施的一个项目，而且也是电力自动化系统中一项重要的工作指标，因此，遥信系统一旦出现故障，就会影响到整个系统网的安全运行。引起遥信错误的原因是多方面的，主要为辅助触点故障、参数定义库定义错误和遥信端子接触不良问题。此外，电磁干扰、交流电串入遥信回路、微机处理出错等也会使遥信出现故障，可以采用双位制遥信、选用屏敝电缆、合理布线、优化接地工艺等一系列手段来解决。对有后台机的变电所，可以通过后台监控数据和调度主站进行对比，进而发现并解决问题。此外遥控反校超时也会产生故障，主要是由于该站上下行通道不通、主站或厂站设备参数定义错误、遥控出口继电器损坏、通道误码率太高以及现场间隔设备遥控转换开关在“就地”位置等。
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2.2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。
3.电力综合自动化系统常见故障的解决措施
3.1软硬件故障处理措施
现在各种软硬件设备种类繁多，在平时的运行中，如果不加强对这些设备进行管理，即使以后故障能够解决，也会对电力综合自动化系统造成破坏。因此，在电力综合自动化系统中，可以采取以下措施。首先对各种软硬件设备进行入档处理，对各个软硬件的初始化参数配置进行档案管理，甚至对系统的镜像进行备份，当系统出现故障的时候能够及时处理。其次是工作人员一定要按照系统要求的顺序对系统进行正常的启动和退出，当系统正常运行的过程中，不能随意的退出正在运行的模块。最后在系统正常运行的情况下，不能随意的删除或者修改计算机系统的内部文件。除此之外，维护人员在工作的过程中，一定要对其进行的操作进行生产日志处理，并且规定的专门的人员进行管理。同时，当增加远动通道时，一定要对速率、地址、异步、同步等进行科学合理的设置，不能按照经验随意的设置。
3.2排除法
也就是“非此即彼”的判断方法。因为系统链路复杂，而且与变电所的一、二次设备有关联，因而应先用排除法判断究竟是自动化设备还是相关联的其他设备故障。例如主站系统发生某一变电所信息呆滞，其他变电所数据刷新正常，应立即切换备用通道，如果数据刷新恢复正常，则故障出在主通道上。然后检查主站数据库中相关参数是否改动，通讯板（或MODEM）的跳线是否设置正确，通过前置机对通道原码进行观察，如果没有原码，排除是规约问题。接下来检查其收发指示灯是否正常，如果接收指示灯不正常，应检查对应信道连接线是否正确可靠，用万用表测量电压是否达到要求值。在主站通信设备上观察通信PCM设备是否告警，以便初步判断故障的区段，若远环不通，说明通信传输设备存在问题，如果远环正常，那就必须到变电站现场做进一步判定。
3.3变电站远方终端故障的解决措施
目前，由于变电站所设备厂家的增多，维修工作人员平时要详细了解各种设备的说明书，以便于当设备出现故障的时候，能够及时的做出判断。同时，维修工作人员还要熟悉各种工具的使用方法，能够及时的找出故障点，如果不能及时的维修，一定要及时的对设备进行替换，使电力综合自动化系统能够正常的工作。除此之外，由于变电站的周围地电磁场比较强，数据接口容易受到干扰，影响数据信号的波形，甚至使通信接口板受到破坏，此时可以采用隔离或者对串口进行接地处理。
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]薛永端，冯祖仁.无人值班变电所设备维护研究[J].电力系统自动化，2003，27（9）：48-53．
[2]曾祥君，尹项根，陈德树，等.自动化的故障研究[J].电力系统自动化，2002，24（15）：37-41．
[3]苗俊杰，李娟，焦邵华，等.配网自动化中故障处理模式的分析比较[J].自动化，2003，（3）：17-20．
论文作者:张志豪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/6
标签：自动化系统论文; 变电站论文; 系统论文; 故障论文; 设备论文; 结构论文; 变电所论文; 《电力设备》2018年第21期论文;