变电所自动化系统常见故障及处理
作者：胡松
来源：《硅谷》2011年第05期
        摘要： 论述变电所自动化系统功能的实现原理，分析常见故障的原因和一般特点，总结出处理的方法、经验和流程，力求逐步完善变电站自动化系统的检修工作。通过对现场案例的分析，为以后同类型故障和问题的处理提供参考。
        关键词： 变电所自动化系统；常见故障；方法；经验；流程
        中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0310129－01
       
        0 引言
        近几年来，随着供电公司无人值守变电站的陆续投运，变电所综合自动化系统得到了快速的发展。它为调度控制中心提供实时数据，实现对远方运行设备的监视和控制，其运行可靠性
直接关系到电网、设备安全运行，其重要性不言而喻。笔者结合工作中经验，将变电所自动化系统中常见故障进行了如下分类，并进行分析和探讨。
        1 变电所自动化系统设备故障
        1.1 常见故障现象及分析
        1）远动机故障：远动机采用微机原理技术，一块板件对应几个数据口，每个数据口同样又连接着几个测控或保护装置，液晶屏都有相应运行状态显示。某站出现远动信号无法接收的故障原因可能为该RTU控制单元主板、通道板或工作电源损坏。故障模块可用相同型号模块替换，同时其时隙及时钟等参数设置必须正确。此外，该站远动信号所对应受端通道柜处转接线虚接或开焊，调度远端通道板设置错误或损坏，主站对该厂站属性定义错误或丢失也是可能原因。
        2）遥信故障：遥信的正确性是电力自动化系统的一项重要指标。引起遥信错误的原因是多方面的，主要为辅助触点问题、参数定义库定义不对和遥信端子接触不良。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错，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，进而发现问题。
        3）遥测故障：遥测偏差故障主要由于该路TA精度不准或损坏（交流采样），变送器精度不准或损坏（直流采样）。此外，站端更换测量TA后未及时更改标度变换系数也是常见原因。线路功率大小为负值或理论值的三分之一，其主要故障原因为保护或测量装置的二次回路接线错误。
        4）遥控反校超时的故障原因：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，都会造成遥控返校超时。
        1.2 处理故障要点
        由于变电所设备厂家种类较多，平时做好对产品说明书的学习整理工作，以便出现故障后能迅速作出判断。掌握运用必要的工具和方法进行检查测试，出故障点，如一时难以维修，可用相同型号的备品备件对故障元件进行临时替换，及时恢复系统运行。
        1.3 处理故障常用方法及经典案例
        1）观察法：此方法使用广泛，查看各设备运行灯光指示是否正常。Rx和Tx灯在信号收发正常时闪烁，不亮说明未有信号收发或装置有问题，一直亮则可能收发的信号不正常。故障灯正常时不会亮。例如，某变电所一条经光电转换器的数据线无数据，通过观察法可以较快分析问题。如果光路LINK灯不亮，先检查光纤链路是否有问题，一般来说要么是由于光纤断了，要么是光纤中间环节多，比如中间有几个接续包或者通过法兰盘跳接等使光纤损耗过大，然后观察接口接线是否正确。如果电路LINK灯不亮，则先检查数据线是否有问题（有些收发器必须等光路连通后电路LINK灯才亮，因此要注意产品使用说明书）。收发器各指示灯都亮着，但LINK灯闪烁过慢或闪烁明显不对称，一般重启就可恢复正常。在指示灯正常的情况下，如果丢包严重、速度慢或时通时断，可能是收发器问题或光纤损耗过大，也可能是传输模式不匹配（有时两端收发速度设定死才能减少丢包率）。
        2）接地法：由于变电站电磁场影响较大，数据接口极有可能串入干扰电压，造成数据信号波形不好，甚至导致通信接口板损坏等。因此，如果某站频发烧板现象，则需要进一步查原因，采取串口接地防护与隔离等措施。例如，某一旧变电站经过更换远动设备后，该
站远动数据传输频繁中断，特别是接连发生了数起串行通信口烧毁现象。经检查，发现该站控制室的电磁屏蔽很不完善，而几次通信口烧毁，恰好发生在变电站电源操作时。其原因很可能是通信口遭到电流脉冲冲击。为此，对该站远动回路进行了整治，对数据口加装光电隔离，改换屏蔽信号线并两端接地。此后，该站没有发生过类似通信口烧坏的现象，远动数据传输也回归正常。
        2 变电所自动化系统通讯故障
        2.1 常见故障现象及分析
        变电站综合自动化技术的关键之一是通信技术。我们在长期的运行实践中注意到，变电站综合自动化系统发生的多数问题就是通讯问题。
        没有采用专用的带屏蔽的通讯电缆，导致电磁干扰，影响综自系统的运行；保护或测控设备分配不合理，导致一条通讯总线上设备过多，影响信息处理的速度，而且匹配电阻不合理也会导致的通讯问题；通信信号的波特率上限指通道传输信号的波特率是有上限的，超过上限后，通道误码率急剧上升，可造成各种故障，必须引起特别注意。
        2.2 处理故障要点
        数据信号的传输，建立在电力数据通信网的基础之上。维护人员必须熟悉通信网的网络结构，掌握各种接入和传输模式，才能更好地摸清通道传输故障发生的规律。自动化系统是借助通信信号的传输来完成信息交互的，而通信信号又是看不见、摸不着的，但可以借助专用工具检测出来。在实际工作中，根据基本的故障处理流程，综合运用仪器仪表和各种方法，迅速地完成对故障的定位和排除，并在实践中不断积累经验，提高应对各种故障的处理能力。
        2.3 处理故障常用方法及经典案例
        1）环回法：顾名思义就是先对装置或通道的数据口的收和发接线端子进行导线连接，然后调度主站或变电所远动装置发模拟测试报文，观察发出信号数据的返回情况来逐步分析故障。
        2）排除法：简单地说，就是“非此即彼”的判断方法。因为系统链路复杂，而且它还与变电所的一、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有关联的其它
设备故障。例如，主站系统发生某一变电所信息呆滞，其它变电所数据刷新正常。首先，如果此变电所具备主备双通道，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；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；检查其的收发指示灯是否正常，如果接收指示灯不正常，检查对应信道连接线是否正确可靠，分别将通讯板和主站通信设备进行近环测试（导线），用万用表测量一下电压是否达到要求值。接下来在主站通信设备上观察通信PCM设备是否告警后，分别进行对应信道的近环与远环（软件），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。在变电站对远动通信口数据线进行硬环回，在主站发送报文返回显示仅有同步字，可能是通道上下行有环接短路情况；如果环流不回主站，再检查现场数据接线状况。通常，由于RS-232接口的接线制作工艺差或通信口老化造成的问题很多，但实际工作中也常碰到数据接线良好，但通信口硬环回不通的现象。这时便可以肯定是通信口电路故障，换板检修即可。也可先换板进行判断，不通后，再查通信口的接线。本案例假设通信接入为PCM方式，现场有可能为2M、网络等其它方式。
        3）维护RS-485常用方法：RS-485是一种低成本、易操作的通信系统，在变电所自动
化通讯中得到广泛应用，但是稳定性弱同时相互牵制性强，有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断。通常485串口总线保护装置实时数据中断，每次重启总控机后，多数能恢复正常。若出现485总线完全瘫痪，大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿（测VA、VB间差模电压为零，而对地的共模电压大于3V），此时可通过测共模电压大小来排查，共模电压越大说明离故障点越近，反之越远；连续几个节点数据中断，一般是由其中某节点故障导致后续节点无法通信，将其逐一与总线脱离，逐个排查；有时需将故障设备调到其它485总线上，才能恢复通信。
        3 结束语
        以上仅是变电所自动化系统常见故障和一般的查方法。从以往处理故障情况来看，阻碍检修人员迅速排除故障的原因是对系统各组成部分工作原理不熟悉以及现场经验不丰富。只有对人员进行培训学习，不断提高知识素质和实践能力，才能在设备的维护和检修工作中做到人到“病”知，手到“病”除。
       
        参考文献：
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