變電站計算機監控系統缺陷處理與分析＊

變電站計算機監控系統缺陷處理與分析＊

莫金龍1，2，毛偉昕2，陸 翔2

（1.華北電力大學電氣與電子工程學院，北京102206；2.湖州電力局，浙江湖州313000）

論述了變電站計算機監控系統的缺陷分類、發生部位以及變電站計算機監控系統三遙異常的檢查與處理方法，并對變電站計算機監控系統缺陷進行了分析，總結了變電站計算機監控系統缺陷的兩個特點，提出降低變電站計算機監控系統缺陷的三項對策及防范措施.

監控系統；缺陷；分析；三遙；變電站

計算機監控系統已普遍應用于各等級的變電站，為電網的安全、經濟、優質運行發揮著重要的作用.但不可否認，由于種種原因，目前計算機監控系統在實際的使用過程中還存在著諸多不盡如人意、需要改進的地方.缺陷的高發生率便是擺在計算機監控系統專業人員面前的一個迫切需要解決的課題.據統計，目前由變電站計算機監控系統引發或與其相關的缺陷數量通常要占一個電網缺陷總數量的1/3.

1 變電站計算機監控系統缺陷情況

按照變電站計算機監控系統的缺陷原因，我們可將缺陷分為硬件缺陷、軟件缺陷、系統整體缺陷和運行管理缺陷四大類.某省某季度變電站計算機監控系統缺陷的發生情況如下：變電站監控系統缺陷主要為硬件缺陷，占總缺陷的61.6%，主要原因是硬件老化；其次為軟件缺陷，占總缺陷的18.6%.監控系統硬件缺陷主要發生在后臺工作站上，占總缺陷的20.2%；其次為測控裝置故障，占總缺陷的13.0%.監控系統軟件缺陷主要發生在數據庫方面，占總缺陷的6.7%；其次為應用平臺方面，占總缺陷的5.3%.

監控系統缺陷發生部位分布情況如表1所示.從表1看到，運行時間長的設備易發生故障（10年以上設備較少，因而缺陷總數不多）.

表1 監控系統缺陷發生部位分類表單位：次

續表1

由上看出，今后應加強監控系統設備巡查力度，完善監控備品備件的儲備，加快老舊站監控系統改造力度及加強驗收管理等方面的工作，以有效降低設備老化等原因導致的硬件故障對系統的影響；同時要加強軟件版本的管理，減少系統軟件方面的故障.

2 變電站計算機監控系統三遙異常的檢查與處理方法

2.1 遙測數據異常現象的檢查與處理

常見的遙測數據異常現象有：①后臺機與服務器連接中斷，導致后臺數據不刷新；②后臺機畫面信息點屬性配置不正確，導致后臺遙測數據不對應錯誤；③數據庫遙測系數設置不正確，導致后臺遙測數據誤差漂移大.系數計算錯誤常發生在有偏正值設置的信息點，如實際運行中碰到的主變溫度測量數據偏差大.

測控裝置遙測故障，一般是由于二次回路或遙測板異常引起的.遙測板元器件性能下降會導致遙測數據晃動，精度變差.二次回路異常一般有TV回路斷相，TA、TV相序錯誤，端子螺絲松動等現象.

通信規約信息點參數設置不嚴格規范也會導致偶發性的遙測數據跳變的現象發生，無效數據作為有效數據處理出現數據異常跳變.

要分析遙測數據故障必須要掌握遙測數據的采集，傳輸以及人機界面的顯示輸出過程.一個遙測量從采集到顯示經過多個環節，每個節點上都有相應的通信參數設置和信息點屬性配置，任何一個設置錯誤都會引起遙測數據出錯.

2.2 遙信信息異常的檢查與處理

遙信信息常見的故障有：①成批的誤遙信事件，畫面開關閃爍，告警窗提示信息動作、復歸，短時間后正常.②個別的遙信事件頻繁變位，或遙信狀態與實際位置不對應.③開關操作，工作站畫面不變位（偶發性）.④事故動作后監控系統接收信息不全，漏事件信息（隨機性，偶發性）.

硬接點遙信的缺陷原因主要有：

遙信電源偏低.繼電器觸點表面氧化或接觸不良使得觸點電阻增大，偏低的遙信電源不足以擊穿氧化層，則無法反映遙信變位；強電磁場的運行環境會干擾遙信回路，一旦干擾信號幅值大于遙信門檻電位，則容易產生誤遙信.

戶外端子箱接入的遙信因空氣潮濕，遙信回路端子間絕緣下降，泄漏電流較大達到遙信門檻電位時，原分位遙信會出現合、分抖動，誤發.

輔助接點工作異常.斷路器、閘刀位置輔助觸點的機械傳動部分可能會出現間隙，開關動作時的振動有可能造成輔助觸點不對位或接觸不良，輔助觸點表面氧化也會造成接觸不良，這樣在接觸過程中可能時通時斷，從而導致遙信誤動、拒動或頻繁抖動.

2.3 遙控過程異常的檢查與處理

遙控過程常見故障有：遙控拒動，遙控超時無返校結果提示，遙控執行正確但結果未返回，提示遙控失敗.遙控拒動是指遙控返校正確，遙控執行后遙控對象不動作.檢查此類缺陷首先在測控裝置的遙控報告上查閱相應記錄，看是否收到遙控執行命令，如果有遙控執行命令記錄項，說明遙控信息的傳輸過程正確.然后檢查測控裝置是否有遙控輸出，如有則檢查二次回路接線及電氣機械閉鎖回路；若沒有輸出則檢查聯閉鎖條件是否滿足或同期合閘條件是否滿足.如果保護測控裝置上沒有遙控執行命令記錄項，說明遙控執行信息未收到，就要排查原因.最有效的辦法還是用通信監測工具實時監測遙控過程的通信報文，通過報文解讀分析原因則比較準確、便捷.

3 變電站計算機監控系統缺陷分析

3.1 變電站計算機監控系統缺陷的兩個特點

（1）由監控系統硬件設備引發的缺陷占絕大多數，其中以站控層計算機和網絡設備等故障表現最為突出.硬件設備缺陷的主要原因是設備投運時間較長，老化現象嚴重，如計算機的主板、硬盤、顯示器、網絡設備的電源等.測控裝置在使用多年后，其內部插件故障也會逐年增加.

（2）監控系統軟件（包括操作系統和應用軟件）的固有問題是導致監控系統缺陷居高不下的另一個原因，主要表現在后臺機、前置機和遠動工作站等一些不明原因的死機、應用程序走死或自動退出運行等.這類缺陷往往是與選用的操作系統的穩定性和監控系統的成熟性等緊密相關，處理方法大都可以采取在對相應的軟硬件進行重啟后即可消除缺陷，恢復正常運行，但會不定期的重復出現，有時還可導致嚴重后果.

3.2 降低變電站計算機監控系統缺陷的對策及防范措施

3.2.1 加強計算機類、網絡類等硬件設備管理

（1）加強設備選型.從缺陷分析情況來看，監控系統使用的計算機類和網絡通信等設備的缺陷占據了絕大多數.尤其是網絡設備的廠家較多，型號及電源不統一，易造成備品備件難以備齊等困難；電網的附屬一次設備如直流、所用電、消弧線圈等設備信息往往需要經過規約轉換，由于規約不匹配則會造成的通信問題也經常出現.

此類設備大多屬各監控系統廠家的外購產品，其為了降低成本往往選擇低成本的產品，在運行一段時間后，各類質量問題就逐步暴露出來，因此加強計算機和網絡通信設備的選型工作十分重要.必須在相關的技術規范等文件中明確規定對此類設備的選型要求，嚴格控制監控系統生產廠家隨意選用外購設備，盡量選用較成熟的產品，確保選用性能優良，滿足電力系統高電磁干擾、長期運行等苛刻條件的工業級計算機及網絡設備.

（2）改善運行環境.由于外購的計算機及網絡通信類設備一般對運行環境的要求相對較高，因此必須參照有關規定改善其運行環境，如按時開啟空調，開展對上述設備進行定期清掃工作等.此外，后臺機等設備以前通常是放置在控制臺下，空間小、通風條件差，各類網絡線交錯繁雜，容易松動，是造成后臺機頻繁死機和通信中斷的重要原因，因此上述設備也應考慮組屏安裝.

（3）減少通用計算機類設備的使用.由于通用計算機類設備（或者工控機類）使用硬盤及風扇、顯示器等固有特性，注定了其易發生缺陷的屬性.因此為了徹底解決上述問題，減少使用通用計算機類設備是必由之路.目前，部分廠家已開始研發無風扇、無硬盤的嵌入式計算機產品，并已成功應用于前置機、遠動工作站等設備，取得了很好的效果.湖州電力局已將所有220k V變電站和近80%的110k V變電站的遠動機改為嵌入式遠動機，經改造后遠動機不會有硬盤故障，裝置故障率極低.

（4）定期更換設備.計算機類設備受電子元器件壽命及運行環境等條件的限制，其使用周期一般不超過5年，因此必須考慮此類設備的定期更換工作，確保各設備始終處于良好狀態.

3.2.2 重視計算機監控系統的軟件版本管理工作

針對計算機監控系統的軟件類缺陷，目前可能更多地需依靠相關生產廠家來改進完善.通常軟件類缺陷一般不容易發現，往往需要經過一段時間運行后或在某種特殊情況下才有可能發生.因此，作為監控系統的使用者，應積極進行相關缺陷的記錄和總結工作，并將缺陷產生、現象以及處理情況等一手資料及時反饋給生產廠家，以便其采取針對性的措施進行整改，尤其是對一些新系統更應強調這方面的工作.

3.2.3 注重運行管理，確保系統穩定運行

（1）重視設備全壽命周期管理.加強對電力設備全壽命周期管理的意識，做好前期管理、運行維修管理、報廢及更新改造管理等設備全壽命管理各個階段的工作.

作為設備運行維修管理部門要重視調試、驗收等工作.僅遙信而言，一個變電站往往就有幾百到上千條信息，信息量巨大，而且涉及的專業又多，任何一個環節稍有疏忽就有可能留下產生缺陷的隱患.因此，每個參與調試、驗收的人員必須加強信息表的管理工作，仔細核對每一個信號，認真完成每一項試驗，嚴格按照標準化作業指導書開展工作，真正做到系統無缺陷投運，從工程的源頭遏制缺陷發生.

（2）認真開展狀態檢修工作.對于測控裝置等間隔層設備的缺陷，主要是內部插件問題，應該認真開展校驗工作.如通過精度校驗能及時發現諸如交流采樣模塊造成的測量精度等缺陷；通過絕緣測量試驗，能及時發現因二次回路絕緣不良而造成的誤遙信等問題.同時應考慮儲備必需的備品備件，確保故障處理的及時性.

（3）加強缺陷統計分析工作.做好監控系統缺陷的統計分析工作是十分必要的.從各種統計數據中找出各種缺陷產生的原因、發展規律等，從而采取針對性的防范措施，有效防止同類或相近性質缺陷的再次發生.

當前，變電站計算機監控系統正處于一個快速發展階段.如何降低監控系統的缺陷發生率，是值得每個監控系統從業人員認真思索的.只要認真分析缺陷現象，歸納總結缺陷原因并采取針對性的改進措施，就一定能大幅度降低變電站計算機監控系統的缺陷發生率，促進監控系統技術更好地服務于電網自動化工作.

［1］黃敞.淺談變電站綜合自動化系統［J］.廣東科技，2009（6）.

［2］楊曉松，闕連元，唐濤，等.500k V超高壓變電站綜合自動化系統應用［J］.電力系統自動化，2000（8）.

［3］郁正綱.變電所綜合自動化裝置可靠性的探討與實踐［J］.江蘇電機工程，2007（2）.

［4］趙萌.綜合自動化變電站中遙測量采集方案探討［J］.中國科技信息，2008（1）.

TM764

A

1009－1734（2011）S0－0298－04

2011－09－10

莫金龍，助理工程師，在職碩士研究生，從事電氣工程及其自動化研究.