（国核电力规划设计研究院1 ABB（中国）有限公司2）
摘要：近年来随着通信技术以及大规模集成电路的迅猛发展，变电站综合自动化技术不断改进与完善，已经成为电力系统发展的主流趋势。然而在超高压变电站的实际应用过程中，仍然会出现或多或少的问题。本文主要介绍了当前变电站综合自动化系统故障时常用的分析方法，并结合某实际超高压变电站运行情况来阐述变电站综合自动化系统的常见故障及其处理办法。
关键词：超高压；变电站；综合自动化系统
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。具有制表、生成历史及实时数据流、分析统计、安全运行监视、防误操作、事故追忆、事故顺序记录、信息共享等功能，对于确保超高压变电站的安全稳定运行，降低运行、维护成本，提高电能质量以及收益均具有重要的现实意义。
一、超高压变电站综合自动化系统故障常用分析方法
1.1信号追踪法
变电所综合自动化系统的正常运行主要是通过数据的采集、传输、处理等来实现，但是各种数据信号并非实体，看不见也摸不着，只能通过电脑、毫伏表以及光纤检测器等设备进行检测，利用自己的工作经验以及专业知识判断数据信号异常的可能性位置，再采取针对性的处理措施。
1.2整体分析法
超高压变电站综合自动化系统主要由站控层、间隔层以及通信层三部分组成，在系统故障时首先必须熟练掌握系统的组成结构，每个组成部分的工作原理及主要设备组成，每一类变电设备的主要功能等。同时应充分了解每一类变电设备故障原因、故障状态及故障后对整个电力系统造成的影响，在掌握每一类变电设备的相关信息后，在系统故障时，便可判断主要是由于某台设备故障所致。简单而言，整体分析法实际上是利用整个系统中各类设备之间的整体性及相关性原理进行故障判断的逻辑推断法。
1.3电源检测法
通常情况下，超高压变电站综合自动化系统运行一段时间后，会慢慢步入稳定期，由于自身原因导致各种变电设备出现故障的情况相对较小，此时若变电设备出现故障，应先应用整体分析法缩小故障发生设备，然后检查该设备的电源、电压是否处于正常运行状态，检查电源、电压值的变化幅度是否过大，熔断器是否损坏，线路板是否接触不良等情况。
二、超高压变电站综合自动化系统常见故障及其处理办法
现代的变电站综合自动化系统主要采用的是分层、分布式系统结构，一个元件会对应相应的装置，各间隔功能相互独立，通过通信网络可灵活组合各网络装置，并且实现了通讯层的信息共享，大大简化了二次接线的工作量，降低了施工难度以及后期维护工作量及成本，成为当前电力系统改革发展的主要方向。然而，由于变电站综合自动化系统需要对站内的二次设备实现数据采集、遥控、通信等功能，同时还需要考虑不同厂家设备的互操作性及扩容、扩建等兼容扩展性，而这些功能实现需要稳定可靠的传输设备及网络系统，一旦网络或设备出现问题，会导致数据出错、丢失，甚至系统失控等问题。下面以500kV贺州变电站为例，具体分析在该变电站运行中出现的几类常见故障以及处理方法。该变电站采用的是分层、分布式结构设计以及BSJ—2200型变电所综合自动化系统，主要包括站控层和间隔层，两层结构通过双光纤以太网形式交换信息。
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2.1常见遥信故障
在500kV变电站中，各测控装置采集各条线路及元件的遥测量并上送至后台、远动装置，常见的遥测故障如下：遥测数据不刷新或刷新慢，采集的遥测数据与实际不符，送至后台的遥测数据错误等。
若保护小室内的某一测控装置采集的数据不刷新时，可能是测控装置与间隔层通讯存在故障或测控装置本身硬件故障导致，此时应先检查测控单元模拟量采样外部回路是否存在异常（如CT、PT回路异常），检查测控装置是否正常工作、A/D转换单元是否正常工作，如外部回路无故障可再通过采用笔记本电脑ping测控装置IP地址，测试是否通信出现问题。
若保护小室内的某一测控装置上送后台或主站端的数据刷新慢时，应在测控装置端、后台端或远动装置端共同监测，检查当测控装置数据变化时是否有遥测报文上送至后台或远动装置是否有报文上送，如主站端遥测数据刷新慢，应联系主站共同监测上送报文，观察当远动报文上送时主站是否同时收到报文，再判断是否由于通信设置等原因造成遥测数据刷新慢。
2.2常见遥信故障
在变电站综合自动化系统实际运行过程中，网络连接正常状态下，常常会出现现场实际遥信状态与少数遥信量显示不一致问题，比如现场断路器操作变位后，后台并未显示变位。这种情况应对现场断路器位置辅助接点、测控装置、后台机分别进行检查。若断路器位置辅助接点已正常变位则可进一步判断故障可能包括以下两种情况：①由于测控装置未正确接收到断路器位置辅助接点变位信号，例如该断路器位置遥信信号回路存在断路；②由于测控装置遥信板卡故障，出现这种情况应及时更换遥信模块。
2.3常见通信故障
2.3.1某一保护小室内所有测控装置的通信中断
超高压变电站综合自动化系统分为站控层和间隔层，两个部分通过以太网连接，保护小室内的测控装置通过以太网连接至间隔层交换机，再由光纤上送至站内监控A网及B网。超高压变电站综合自动化系统的通讯设备主要包括站控层所使用的光电转换器、交换机等，在此情况下，有可能出现网A、网B单网中断或双网同时中断。当某一小室内的全部测控装置通信中断时，应立即检查连接站内监控网与小室连接的光电转换器工作状态，观察是否由于其故障导致小室内测控装置通信全部中断。若排除光电转换器故障，可再进一步对小室内交换机进行检查，紧固交换机的接线，排除因接线松动导致的通讯中断。如判断为某一部位装置故障，应采用备品备件进行更换。
2.3.2保护小室某一测控装置通信中断
此故障可能是由于测控装置与站内监控网络通信接线松动或测控装置网络接口故障所致。首先应仔细检查测控装置和间隔层交换机接线有没有出现松动，观察测控装置面板的显示是不是正常，间隔层交换机工作指示灯是否异常，进行接线的紧固，测控装置、交换机重新启动，更换测控装置的网络接口模块等。
结语
综上所述，由于各种问题导致超高压变电站综合自动化系统运行与维护过程中出现诸多故障，严重影响电力系统的安全、可靠、稳定运行，也大大增加了设备的维护投入成本。变电站自动化检修人员应在系统故障分析与处理过程中不断总结工作经验，研究故障发生规律及特点，总结改进方案，不断学习新型技术，引进先进设备，提高综合自动化系统的设备质量以及技术水平，实现超高压变电站运行的安全性、经济性。
参考文献：
[1]邱承武.变电站综合自动化发展之趋势［C］.2012.
[2]丁书文.变电站综合自动化原理及应用［M］.北京：中国电力出版社，2012.
[3]李都红，李雪刚，王劲松.浅谈变电站综合自动化技术的应用［J］.电气应用，2011.
作者简介：
张凝芳（1986.04-），女，北京密云县人，华北电力大学电气工程及其自动化专业本科，助理工程师，单位：国核电力规划设计研究院，研究方向：电气二次
闫峥（1985.11-），男，北京怀柔区人，北京联合大学机械工程及其自动化专业本科，工程师，单位：ABB（中国）有限公司，方向：高压开关产品研发
论文作者:张凝芳,闫峥
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/20
标签：变电站论文; 装置论文; 故障论文; 自动化系统论文; 设备论文; 数据论文; 间隔论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;