電網(wǎng)遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)常見故障和查找方法研究

曹珂

（陜西電力公司檢修公司延安分部，陜西 延安 716000）

1 概述

在電力系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。遠(yuǎn)動系統(tǒng)的核心是 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

1.1 功能

在電力系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，它對提高電網(wǎng)運行的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益，減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)電力調(diào)度自動化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。

1.2 遠(yuǎn)動系統(tǒng)配置基本模式

（1）點對點配置:主站與子站之間通過專用的傳輸鏈路相連接的一種配置；（2）多路點對點配置:控制中心或主站，通過各自的傳輸鏈路相連接的一種配置；（3）多點星型配置:控制中心或主站與多個子站之間相連接的一種配置；（4）多點共線配置:控制中心或主站通過一公共鏈路與多個子站相連接的一種配置；（5）多點環(huán)形配置:所有站之間的通信鏈路形成環(huán)路，控制中心或主站可以通過兩條不同的路徑于每一子站通信。

1.3 遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)簡而言之由調(diào)度端設(shè)備、通道設(shè)備和站端設(shè)備三部分組成。（1）調(diào)度端設(shè)備:調(diào)度端設(shè)備包括通信處理機、調(diào)度工作站、SCADA工作站、歷史信息服務(wù)器、計算機網(wǎng)絡(luò)及附屬設(shè)備。（2）通道設(shè)備:通道設(shè)備包括光通信機、光中繼機、光纖。（3）站端設(shè)備:站端設(shè)備包括前置機、后臺機、通信網(wǎng)絡(luò)及附屬設(shè)備。這三部分是相互聯(lián)系、缺一不可的，由于現(xiàn)在設(shè)備多為獨立模塊組成，模塊故障只能與廠家聯(lián)系更換，這就需要準(zhǔn)確判斷故障點，及時更換故障模塊。

1.4 底層執(zhí)行裝置

在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中，主要的執(zhí)行裝置是RTU（Remote Terminal Unit），RTU 是一種遠(yuǎn)端測控單元裝置，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號進(jìn)行監(jiān)測和控制。隨著微機綜合保護(hù)裝置的越來越廣泛的應(yīng)用，越來越多的微機綜合保護(hù)裝置應(yīng)用到了遠(yuǎn)動系統(tǒng)中，微機綜合保護(hù)裝置是用于測量、控制、保護(hù)、通訊一體化的一種經(jīng)濟(jì)型保護(hù)；針對電網(wǎng)終端變電站量身定做，以三段式無方向電流保護(hù)為核心，配備電網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)視及采集功能，可省掉傳統(tǒng)的電流表、電壓表、功率表、頻率表、電度表等，并可通過通訊口將測量數(shù)據(jù)及保護(hù)信息遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)動系統(tǒng)主機，方便的實現(xiàn)電網(wǎng)自動化。

2 常見故障

遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)故障通常分為遙信故障、遠(yuǎn)動機故障、遙測故障和遙控返校超時故障四大類。

2.1 遙信故障

遙信的正確性是遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的一項重要指標(biāo)。引起遙信錯誤的原因是多方面的，主要為輔助接點問題、數(shù)據(jù)庫定義出錯和遙信端子接觸不良。此外，電磁干擾、交流電竄入遙信回路、微機處理出錯等也會使遙信出錯，可以采用雙位遙信、選用屏蔽電纜、合理布線和優(yōu)化接地工藝等一系列手段加以解決。

2.2 遠(yuǎn)動機故障

遠(yuǎn)動機即為通信處理機或前置機，采用現(xiàn)代微機技術(shù)，一塊卡板對應(yīng)幾個數(shù)據(jù)口，每個數(shù)據(jù)口同樣有連接著幾個綜合測控或繼電保護(hù)裝置。若出現(xiàn)遠(yuǎn)動信號無法接受的故障時，原因很可能是遠(yuǎn)動機控制單元主板、通道板或工作電源損壞。故障模塊可用同型號模塊替換，但必須確認(rèn)跳線、參數(shù)、軟件版本一致。此外通道板設(shè)置錯誤或損壞，通道線虛接或開焊也是可能的原因。

2.3 遙側(cè)故障

遙測偏差故障主要由于互感器精讀不準(zhǔn)或損壞(交流采樣)，變送器精度小準(zhǔn)或損壞(直流采樣)。此外更換互感器后為及時更改相應(yīng)數(shù)據(jù)庫參數(shù)也是常見原因。線路功率為負(fù)值或理論值的三分之一，其主要故障原因是保護(hù)或測量裝置回路接線錯誤。

2.4 遙控返校超時故障

如果遠(yuǎn)動上下行通道不同、調(diào)度或站端設(shè)備數(shù)據(jù)庫參數(shù)定義錯誤、遙控出口繼電器損壞、通道誤碼率太高以及現(xiàn)場設(shè)備遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)在“就地”位置，都會造成遙控返校超時。

3 故障查找方法

故障查找方法常見有:系統(tǒng)分析法、排除法、觀察法、信號檢測法。

3.1 系統(tǒng)分析法

利用系統(tǒng)工程的相關(guān)性和綜合性原理分析判斷故障方法即為系統(tǒng)分析法，系統(tǒng)分析法實際上是一種邏輯推斷法。使用系統(tǒng)分析法之前應(yīng)首先對遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)有一個清楚的了解:系統(tǒng)有哪些子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)作用原理如何，每個子系統(tǒng)均有哪些主要設(shè)備所組成，每臺設(shè)備的作用如何等等。如知道了設(shè)備的作用，就會知道該設(shè)備失去作用后帶來的后果，由此而來，就可知道系統(tǒng)發(fā)生什么樣的故障是有哪些設(shè)備原因造成的。例如，一個調(diào)度主站發(fā)生某一變電站信息停滯，本應(yīng)幾秒鐘變更一次的遙測數(shù)據(jù)不再刷新(或全部為零)，其它變電站信息正常，經(jīng)檢查該變電站前置機和其它遠(yuǎn)動設(shè)備均正常，因此可判斷故障出在通道方面。接下來還要分析，信號通道除了通信設(shè)備，還有調(diào)度和變電站兩端的MODEM，通信設(shè)備配線架端子等，再逐一檢查就能發(fā)現(xiàn)故障所在并及時處理。

3.2 排除法

排除法簡單來說，就是“非此即彼”的判斷方法。因為遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)較為復(fù)雜，而且它還與變電站設(shè)備有關(guān)聯(lián)，因而應(yīng)先用排除法判斷究竟是自動化設(shè)備有故障還是相關(guān)聯(lián)的其它設(shè)備有故障。

3.3 觀察法

查看遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的各設(shè)備模塊上燈光指示是否止確，通道監(jiān)控是否報警，變電站端數(shù)據(jù)是否止常，前置機、網(wǎng)絡(luò)交換機和MODEM工作是否正常，如果裝置有異常，即可由此裝置入手查找故障。

3.4 信號檢測法

觀察法往往不能準(zhǔn)確判斷故障，可以用專用工具對遠(yuǎn)動信號進(jìn)行檢測。常用檢測工具為萬用表，用這種方法檢測光端機、光中繼機、調(diào)度自動化的接收端、發(fā)送端與接地端的電壓值，正常情況應(yīng)與上述一樣，通過電壓情況可判斷出接收或發(fā)送通路在哪部分發(fā)生了故障。另一種檢測方法是利用報文監(jiān)聽軟件進(jìn)行測試，通過檢查報文，就可以準(zhǔn)確判斷故障所在。

結(jié)語

綜上所述，遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的建立、完善與推廣，以及其可靠性穩(wěn)定性的提高，使調(diào)度、運行人員對遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)的依賴也越來越強，遠(yuǎn)動信息也成為事故分析的重要依據(jù)。因此，對遠(yuǎn)動系統(tǒng)的可靠性、遠(yuǎn)動信息的完整性與準(zhǔn)確性也提出了更高的要求，以保證正常運行監(jiān)視與負(fù)荷調(diào)度的需要，一旦遠(yuǎn)動自動化系統(tǒng)發(fā)生故障，必須迅速排除，使之盡快恢復(fù)正常運行。

[1]國家電網(wǎng)公司人力資源部.電網(wǎng)調(diào)度自動化廠站端調(diào)試檢修[M].中國電力出版社.2012.

[2]張永健.電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化[M].中國電力出版社.2009.

[3]國家電網(wǎng)公司人力資源部.變電站綜合自動化[M].中國電力出版社.2010.