變電運行設備監測裝置運行故障及可用性分析

鄭躍斌

廣東電網有限責任公司潮州供電局 廣東 潮州 521000

當前,變電運行設備監測系統實現了對監測數據的收集、預警、統計、分析以及監測裝置管理等基本功能,但是難以解決各種類型監測裝置可用率較低問題,導致大量的無效數據存在。同時,由于監測系統主站中無法實現對有效數據的自動判斷和監測裝置的自動監控,使得監測裝置以及監測信息難以發揮其真正效用,一定程度上制約了狀態監測系統的應用。對此,為了更好地發揮變電設備監測系統的作用,應當對監測裝置運行故障及可用性進行有效分析。

1 監測裝置運行故障的分析

變電運行設備監測技術是實現智能化電網建設的關鍵性技術,其監測的數據是否準確也直接關系著監測裝置運行狀態是否正常的判斷。而隨著監測裝置運行壓力的增加,裝置本身的缺陷和問題開始日益凸顯。監測裝置運行常見的故障及其原因分別為如下：

(1)裝置本身存在故障,故障的原因有許多,包括主板、電源板、電路板和保險絲燒斷等原因,還有就是裝置內部零部件損壞、顯示屏出現花屏及黑屏、軟件設置的參數錯誤或者軟件本身存在問題。

(2)通信故障。具體原因為：通信網絡信號未全部覆蓋,導致通信質量較差；SIM卡充值不及時,引起了通信設備故障,甚至SIM卡停機；通信天線質量較差,信號接收強度不足；光纖節點施工工程較復雜,加之各個節點光纖銜接質量難以保證,導致信號強度較弱；通信模塊遭到損壞,使得主機與后臺監測機之間的數據無法及時傳送,出現傳送故障問題。

(3)電源故障。具體表現為：電源控制模式無法實現自動監測、自我診斷、遠程操控以及自我修復等功能,難以達到變電穩定運行的技術要求；蓄電池由于受到高低溫差環境影響,其適應性較差,導致其實際使用壽命縮短,電源系統也無法支撐超負荷的耗電量；變電設備監測裝置的供電方式主要是采用太陽能和蓄電池的方式,供電方式較為單一,且容易受到運行環境的影響。

(4)傳感器故障。具體表現為：傳感器本身質量較差,且傳感器測量時容易受到外部環境影響,導致傳感器測量結果精準度不高,存在較大的誤差,甚至是數據失真,長期下去,準確性和穩定性都較差；傳感器在安裝過程中,由于安裝不合適,所以導致了測量結果存在較大的誤差、運行不穩定等問題；傳感器出現老化問題,未及時更新和調換,加之監測單元發生故障,從而導致數據與實驗數據相差較大。

(5)監測裝置可用性問題。具體表現為：服務器在接受裝置傳送的數據時,存在大量無效數據,就是當數據參數值超過了有效性規則的取值范圍,便稱為無效數據；服務器在接收數據時出現時斷時續的問題,這是由于裝置通信存在故障問題；服務器無法接收數據,在數據庫中儲存的數據沒有這一類數據,這很可能是因為裝置本身故障問題導致。

(6)工作站故障。具體表現為：在主站功能和調試中,存在監測裝置難以調試的問題,并且缺少參數配置協議、預警參數配置協議以及遠程升級協議等功能；軟件功能方面存在軟件測試能力不足的問題,導致軟件容錯設備不足,從而影響設備工作穩定的狀態。

2 監測裝置可用性評估

2.1 監測裝置可用性查詢 變電運行設備監測裝置可用性查詢統計,可以按照監測裝置本體故障、通信故障以及監測數據有效性進行分類,具體為下圖所示。

2.2 監測裝置可用性綜合顯示 變電運行設備監測裝置可用性綜合查詢可以分為變電監測裝置和輸電監測裝置可用性顯示,包括特定時間段內不同廠家的不同監測類型的監測裝置整體顯示,還有其提供的數據列表詳細展示和柱狀圖展示等,并且能夠提供打印輸出的功能。由于監測裝置在短時間內難以整體統計出裝置可用率,不具備參考價值,并且數據大量增加會給服務造成重大的統計負擔和數據庫儲存負擔,因此在進行監測裝置可用性綜合展示時,以月份為最小的時間段進行統計,從而有效的對不同廠家不同類型的監測裝置的可用性進行比較分析,從而選擇更適合的監測裝置。監測裝置可用性綜合展示具有如下圖。

2.3 監測裝置可用性評估作用 為了保證變電運行設備監測裝置運行管理水平,必須對監測裝置可用性進行評估,而其主要的作用表現為：(1)監測裝置可用性評估,可以判斷變電系統是否有效實施,并且可以為運維檢修部門提供監測裝置質量的依據,也能夠為變電運行在線監測裝置提供選擇依據和數據支持；(2)監測裝置可用性評估,可以提高監測裝置運行的可靠性,并且有利于對監測數據進行分析和利用,從而有效地延長監測裝置的使用壽命,發揮其在線監測的作用；(3)對監測裝置可用性進行評估,可以及時發現監測裝置在運行過程中存在的問題和缺陷。主要是當發現監測裝置本身故障問題時,可以要求裝置廠家對監測裝置存在的問題和故障進行調試和改進,以此保證監測裝置的質量和提高穩定性。此外,如若發現問題,也可以促使運維檢修人員加強對監測裝置的維護和檢查,從而能夠有效降低電網安全問題發生的幾率。

3 措施及意見

變電設備運行監測裝置在運行時存在各種各樣的故障問題,主要包括裝置本身故障、通信故障、電源故障、傳感器故障以及工作站故障等。針對這些故障,除了要及時更換和修復一下損壞的硬件植物,還需要加強設備以及裝置的維護和管理來避免。而提高監測裝置可用性以及裝置運行管理工作,具有的措施及意見為以下幾個方面：

(1)在選擇監測裝置時,要根據現場實際情況進行選擇,如若發現監測裝置本身存在問題,要及時要求裝置廠家進行更換和調試。同時也加強監測裝置的維護和檢查,對監測裝置內部零件損壞也要及時更換,以此保證監測裝置的質量。

(2)選擇合適的通信方式,對于通信天線的安裝,要加強監督和管理,保證通信天線的安裝位置的合理性,以此保證監測裝置的通信質量,實現網絡信號全覆蓋。此外,在光纖節點施工工程時,要注重加之各個節點光纖銜接問題,提高施工的質量,保證通信信號的強度,避免出現傳送故障問題,從有效保主機與后臺監測機之間的數據能夠及時傳送。

(3)設置專人對SIM卡進行維護和管理,具體工作內容包括SIM卡的開通、明確資費標準、充值續費等,從而有效保證監測裝置的通信順暢。

(4)要根據監測裝置運行的情況和環境,選擇合適的供電方式,從而選擇合適的種類的蓄電池,同時也要加強對蓄電池的管理,包括蓄電池的充電和放電方面,以此確保蓄電池能夠有效供電。

(5)必要情況下,應當通過電源控制模塊,將必要測量值的數據,以此輔助分析動態監測裝置的運行情況以及電源系統運行的情況。

(6)對于主站功能的設置,應當增設參數配置、遠程調試等功能,以此可以實時進入配置界面,對監測裝置進行調試,打破裝置調試空間和時間上的限制,從而降低裝置調試的難度。

(7)采用運行日志的形式對主站系統運行情況進行記錄,記錄裝置設備在運行過程中的故障問題,然后快速找出設備故障的位置并進行故障報警作用,以此實時地向維護檢修人員傳送報告,很大程度上可以提升故障解決的效率。

(8)對于監測裝置的質量驗收,要嚴格把控,認真核查其質量技術并生成試驗報告,減少裝置質量不高、軟件測試不足等問題發生,從而有效保證監測數據的準確性和穩定性。

結語

綜上所述,智能化電網是未來電網發展的趨勢,而進行變電運行設備監測技術是實現電網設備運營管理的重要手段,并且隨著智能化電網建設的不斷推進,對變電運行設備監測水平的要求更高。因此,需要提高監測裝置的可用性,并且利用監測數據對裝置運行狀態進行評估,針對故障問題采取合適的辦法進行解決,從而發揮監測裝置的作用,穩定電網設備運行和管理,繼而為電力企業帶來良好的經濟效益和社會效益。