變電站自動化信息傳輸中典型故障查找方法

祝華棟

[摘? ? 要]在數字化保護設備技術不斷發展成熟的背景下，變電站自動化程度不斷提高，對自動化信息系統的依賴也越來越緊密。就現階段變電站自動化系統的實際運行數據來看，其中存在的一些問題也不容忽視。典型的數據采集通訊網絡故障，主干線路通道故障等因素，使得變電站信息傳輸受到嚴重干擾，從而導致整個系統可靠性和穩定性受到影響。為此要積極針對變電站自動化信息傳輸的典型故障類型進行分析，提出相應的解決措施，確保變電站各類設備的完全穩定運行。

[關鍵詞]變電站;自動化信息傳輸;典型故障;查找方法

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In the background of the development of digital protection equipment technology， the degree of substation automation is constantly improving， the reliance on automatic information system is also more and more close. According to the actual operation data of substation automation system at the present stage， some problems can not be ignored. Typical data acquisition fault communication network fault， trunk line channel fault and other factors， make the substation information transmission is seriously interfered， resulting in the reliability and stability of the whole system is affected. Therefore， it is necessary to analyze the typical fault types of substation automation information transmission actively and put forward corresponding solutions to ensure the complete and stable operation of all kinds of substation equipment.

[Keywords]substation; automatic information transmission; typical faults; to find the way

變電站自動化運行的整體效果為我國電力事業的發展作出重要貢獻，在傳統的電力生產中，經常會出現數據傳輸系統和數據采購部件多重化的問題。各種設備之間的功能交叉重復占地面積非常大，導致整個變電站系統維護復雜、工作運行效率比較低、投入較高。電力綜合自動化系統，能夠利用現代電子通訊技術和計算機技術，對變電站內部的所有設備進行全面監控。還能夠根據自動運行的狀況生成。統計信息，方便電力系統的管理，同時還能夠降低維護成本。

1 變電站信息交互流程

目前變電站的信息交互主要由主站數據網絡傳輸至變電站數據網絡，路由器縱向加密裝置以及數據網交換機實現數據傳輸，站控層包括遠動機和站控層交換機，將信息傳輸給間隔層，間隔層的交換機直接轉換為過程層，實現一次設備通信傳輸。電力綜合自動化系統，主要采用現代電子通訊技術和計算機技術實現設備的全程管理，站控層作為交換機和工作站監控主機以及故障濾波器相互連接，間隔層能夠起到保護效果，測控裝置能夠實現與過程層的交互，對智能變電站信息交互流程進行分析，能夠發現常規變電站能夠實現間隔層與站控層之間的數字通信，傳統互感器和開關設備與間隔層的保護測控裝置則需要大量的控制信號和二次電纜等進行處理，自動化裝置之間缺少通訊因素，各系統之間的信息采集功能也是相互獨立，智能變電站架構圖如圖1所示。

智能變電站的推廣和應用，在一次設備處增加過程層，能夠實現網絡數據交換利用光纖取代二次回路應接線，可以保證所有智能設備有效連接，智能變電站還采用標準規范，對已經吸收的許多相關標準進行全方位處理，確保設備之間的信息交互，節約了很多不必要的麻煩與常規的變電站。相比較言智能變電站的智能設備更加節能環保，極大的減少了安全隱患。利用智能變電站，還能夠對數據信息進行自動采集測量監控，同時還具備可以進行實時控制自動調節在線分析決策等各種高級的功能，智能變電站已經逐漸取代常規變電站，體現出更智能性，自動化和互動化的優勢，但是智能變電站在應用的過程中依然會出現許多典型的故障，下面就針對典型故障的判斷進行分析。

2 典型故障查找方法

2.1 通信中斷

一般情況下，網站的故障信號上送主站，都有主站值班調度員最先發現，主站與廠站自動化信息如果發生交互不正常，很可能導致全站大范圍的通信故障，遙測遙信和遙控等故障問題都受到挑戰，是主站自動化信息交互出現的影響，在變電站中為了保持正常通信，必須要在通訊正常以后才能做好后續一系列的自動化應用，通常的情況下，每一個變電站都有兩個數據網接入，當某一個單獨上送裝置信號中斷，在現場需要對中智的接口進行排查，明確是否出現網口松動等故障，同時還需要及時的更換插件，對裝置配置是否出現問題進行處理。還應該針對變電站的全站通訊進行分析，排除主站的主要因素，廠站端也有多種因素影響，在變電站數據網設備進行檢查，明確后臺監控是否正常運行，遠動機出現死機也可能導致交換機網絡掉線等故障，在變電站路由器能夠拼通，在交換機則無法拼通，需要對加密裝置配置進行檢查，跳過加密裝置接線來查看網絡是否正常連接。很多情況下主要是遠動發生問題，應該嘗試重啟遠動機，如果沒有效果，可以判斷遠動機配置是否存在失誤。

2.2 遙測數據異常

遙測數據的正確與否會直接影響調度員的判斷準確，遙測數據出現異常必然會導致故障，在發生遙測數據異常后，應該及時排除主站端的問題，例如遙測數據被人為重置或者采用不合理的公式，如果出現遙測數據不斷刷新，則必須要針對信號對應的測控裝置進行檢查，擺上通訊故障燈是否有顯示拼通裝置的IP地址能夠進行快速的通訊板處理，如果發生大量遙測數據不正常，則需要對網站遙測起始端和主站端是否對應進行檢查，起始地址如果發生錯誤也會導致遙測數據的上送便宜，如果出現單獨遙測數據不正確，則首先要判斷數據類型，對線路電流顯示是否正確，是否出現有功功率和無功功率顯示錯誤進行處理，如果陷入所有的遙測量均顯示不正常，則可以利用裝置遙測對故障采集。自動化系統與其他制造商相比，對保護設備的通信協議的解釋和使用不同，為了收集保護信號，自動化系統必須通過保護管理機器完成轉換，依靠協議完成轉換。一臺保護管理機器是集中的。如果保護設備的信號傳輸發生沖突，或者小房間的保護管理設備發生故障，所有連接的保護設備信號都會受到牽連，并會出現缺少重要信號消息的問題，這可以用正常的傳輸來表示。無法繼續刪除遠程信號的更新。面對這些缺陷問題，可以使用保護管理機器來判斷通信指示器是否正常，然后檢查開關和其他接線是否松動，然后重新啟動設備，拉緊接線，更新設備等，有效應對處理。

2.3 遙信狀態異常

遙信是整個變電站實時監控的重要環節，如果發生遙信發生異常問題，很容易導致變電站失去監控，如果發生大范圍的遙信狀態異常，則需要對后臺數據信息進行處理，如果發生個別遙信異常，則要針對網點號進行檢查裝置內部信號，如果發生接線失誤，或者是信號繼電器出現故障，必然會導致電壓增大，產生遙信舉動，如果老舊變電站的遙信設備，輔助電壓比較低，很容易受到電磁干擾產生誤動，或者在屏蔽電纜后，也會抑制感應電壓和電磁干擾產生遙信誤動，在測控裝置的電源板CPU上，如果任何一個部分發生故障，都可能導致遙信信號傳輸誤差。在變電站自動化建設時，電力系統與人員安全問題，會直接影響電力系統的運行效果，為此必須要積極加強安全管理，將故障的危險系數降至最低。在遇到電力系統配電自動化永久故障時，必須對故障進行快速識別，并且隔離故障發生的位置，從而形成新的配電系統，保證電網安全穩定運行。還應該利用饋線斷路器跳閘對故障進行正確處置，如果線路運行中因為某一部位而引發故障，則饋電線路會自動跳閘，直至故障恢復之后再次重合，保證線路出現問題之后還能夠順利運行，避免出現電力系統癱瘓。隨著我國計算機網絡信息技術的快速發展，其在電力調度自動化生產中的應用也不斷增多。利用計算機網絡強大的數據處理功能、自動控制功能可以大幅度提高機電設備的運行生產效率，也能夠保障機電設備安全穩定的運行。

2.4 遙控失敗

電網調度遙控主站端發出遙控指令，通信端則被動連接到RTU上，所接收到的命令和正確性，將信息傳輸給測控裝置，形成反校信息，快速發揮主戰。當遙控反校時會產生遙控誤碼率，為此應該積極采用場站發射命令，分站端通道接觸，主站數據不一致，則可以判斷為故障碼率引起的遙控故障，在遙控反應錯誤發生后主要有主站下發預制命令，廠站端沒有與之相對應的設備。會收到反校信號，需要及時對主站和廠站端的遙控對象定義進行判斷，檢查數據庫中是否出現錯誤，如果遙控指令不成功，可以先嘗試在后臺進行遙控處理，如果后臺遙控依舊無法操作，也可以判斷遙控裝置是否出現松動。變電站自動化信息傳輸的功能比較多，而最主要的功能就是信息管理，在電網運行時必須確保信息不斷更新，只有在最短時間內接收故障信息才能夠快速對故障進行處理，而信息系統中所有的信息精確度必須要具有極高的時效性，在短時間內就可以立即處理。在實際電力系統運行時，必須要對遠處故障點進行全方位掃描，并且將獲得的數據結果利用分布式計算機進行記錄篩選，通過信息管理能夠使信息采集故障最小化，只有正確認識信息管理重要性，才能夠對電力系統配電自動化的使用效率得到增強。

利用系統的相關性和綜合性原理，能夠對故障類型進行充分判斷，系統分析實際是屬于邏輯推理的一種方式。在系統分析開展之前，需要對整個自動化流程進行全面清楚的分析，判斷系統的具體構成和運作原理，而每一個系統都要由不同的設備共同組成，每臺設備的運作特點也應該進行充分掌握，這樣才能夠對設備的運行狀態進行全面分析與優化。只有針對設備的具體作用和相應的功能進行分析，才能夠明確設備的重要性，預知系統發生故障的幾率。比如說，某個調度主站發生變電站信息停滯的問題，本應該幾秒鐘刷新一次的數據不再刷新，其余變電站信息全部正常，可以判斷可能是通信系統出現問題。接下來還要分析，信號通道除了通信設備，還有調度和變電站兩端的MODEM，通信設備配線架端子等，再逐一檢查就能發現故障所在并及時處理。由此可見，運用系統分析的方式，能夠對故障現象進行及時分析，并且快速處理，從而有效提高故障查找的整體效果。因為遠動自動化系統較為復雜，而且它還與變電站設備有關聯，因而應先用排除法判斷究竟是自動化設備有故障還是相關聯的其它設備有故障。

3 結語

隨著信息技術的不斷發展，變電站自動化信息傳輸裝置也發生了比較大規模的改變，電網結構越來越復雜，變電站的設備自動化也存在明顯的問題。盡管有各種新技術、新設備不斷涌現，但是計算機網絡卻始終貫穿于整個電力生產系統的全過程，對各個環節進行監督與控制，能夠隨時隨地地掌握電力調度自動化系統的運行效率，保證整個電力生產系統更加高效安全。必須要積極加強對自動化故障的全面處理，確保電網運行安全穩定。

參考文獻

[1] 徐濤，楊鑫宇.變電站自動化信息傳輸中典型故障查找方法[J].大眾用電，2020（3）：11-12.

[2] 劉慧，黃凱，王宇飛.變電站遠動系統頻繁中斷故障分析及處理[J].河南科技，2019（2）：23-24.

[3] 張昌益.10 kV配電設備故障查找和處理方法[J].通信電源技術，2019（12）：100-101.

[4] 李真.變電站自動化系統常見故障及處理[J].電力自動化設備，2010，30（8）：148-150.

[5] 劉超.論變電站綜合自動化系統通信故障的處理方法[J].中國科技博覽，2014（46）：182.

祝華棟

[摘? ? 要]在數字化保護設備技術不斷發展成熟的背景下，變電站自動化程度不斷提高，對自動化信息系統的依賴也越來越緊密。就現階段變電站自動化系統的實際運行數據來看，其中存在的一些問題也不容忽視。典型的數據采集通訊網絡故障，主干線路通道故障等因素，使得變電站信息傳輸受到嚴重干擾，從而導致整個系統可靠性和穩定性受到影響。為此要積極針對變電站自動化信息傳輸的典型故障類型進行分析，提出相應的解決措施，確保變電站各類設備的完全穩定運行。

[關鍵詞]變電站;自動化信息傳輸;典型故障;查找方法

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In the background of the development of digital protection equipment technology， the degree of substation automation is constantly improving， the reliance on automatic information system is also more and more close. According to the actual operation data of substation automation system at the present stage， some problems can not be ignored. Typical data acquisition fault communication network fault， trunk line channel fault and other factors， make the substation information transmission is seriously interfered， resulting in the reliability and stability of the whole system is affected. Therefore， it is necessary to analyze the typical fault types of substation automation information transmission actively and put forward corresponding solutions to ensure the complete and stable operation of all kinds of substation equipment.

[Keywords]substation; automatic information transmission; typical faults; to find the way

變電站自動化運行的整體效果為我國電力事業的發展作出重要貢獻，在傳統的電力生產中，經常會出現數據傳輸系統和數據采購部件多重化的問題。各種設備之間的功能交叉重復占地面積非常大，導致整個變電站系統維護復雜、工作運行效率比較低、投入較高。電力綜合自動化系統，能夠利用現代電子通訊技術和計算機技術，對變電站內部的所有設備進行全面監控。還能夠根據自動運行的狀況生成。統計信息，方便電力系統的管理，同時還能夠降低維護成本。

1 變電站信息交互流程

目前變電站的信息交互主要由主站數據網絡傳輸至變電站數據網絡，路由器縱向加密裝置以及數據網交換機實現數據傳輸，站控層包括遠動機和站控層交換機，將信息傳輸給間隔層，間隔層的交換機直接轉換為過程層，實現一次設備通信傳輸。電力綜合自動化系統，主要采用現代電子通訊技術和計算機技術實現設備的全程管理，站控層作為交換機和工作站監控主機以及故障濾波器相互連接，間隔層能夠起到保護效果，測控裝置能夠實現與過程層的交互，對智能變電站信息交互流程進行分析，能夠發現常規變電站能夠實現間隔層與站控層之間的數字通信，傳統互感器和開關設備與間隔層的保護測控裝置則需要大量的控制信號和二次電纜等進行處理，自動化裝置之間缺少通訊因素，各系統之間的信息采集功能也是相互獨立，智能變電站架構圖如圖1所示。

智能變電站的推廣和應用，在一次設備處增加過程層，能夠實現網絡數據交換利用光纖取代二次回路應接線，可以保證所有智能設備有效連接，智能變電站還采用標準規范，對已經吸收的許多相關標準進行全方位處理，確保設備之間的信息交互，節約了很多不必要的麻煩與常規的變電站。相比較言智能變電站的智能設備更加節能環保，極大的減少了安全隱患。利用智能變電站，還能夠對數據信息進行自動采集測量監控，同時還具備可以進行實時控制自動調節在線分析決策等各種高級的功能，智能變電站已經逐漸取代常規變電站，體現出更智能性，自動化和互動化的優勢，但是智能變電站在應用的過程中依然會出現許多典型的故障，下面就針對典型故障的判斷進行分析。

2 典型故障查找方法

2.1 通信中斷

一般情況下，網站的故障信號上送主站，都有主站值班調度員最先發現，主站與廠站自動化信息如果發生交互不正常，很可能導致全站大范圍的通信故障，遙測遙信和遙控等故障問題都受到挑戰，是主站自動化信息交互出現的影響，在變電站中為了保持正常通信，必須要在通訊正常以后才能做好后續一系列的自動化應用，通常的情況下，每一個變電站都有兩個數據網接入，當某一個單獨上送裝置信號中斷，在現場需要對中智的接口進行排查，明確是否出現網口松動等故障，同時還需要及時的更換插件，對裝置配置是否出現問題進行處理。還應該針對變電站的全站通訊進行分析，排除主站的主要因素，廠站端也有多種因素影響，在變電站數據網設備進行檢查，明確后臺監控是否正常運行，遠動機出現死機也可能導致交換機網絡掉線等故障，在變電站路由器能夠拼通，在交換機則無法拼通，需要對加密裝置配置進行檢查，跳過加密裝置接線來查看網絡是否正常連接。很多情況下主要是遠動發生問題，應該嘗試重啟遠動機，如果沒有效果，可以判斷遠動機配置是否存在失誤。

2.2 遙測數據異常

遙測數據的正確與否會直接影響調度員的判斷準確，遙測數據出現異常必然會導致故障，在發生遙測數據異常后，應該及時排除主站端的問題，例如遙測數據被人為重置或者采用不合理的公式，如果出現遙測數據不斷刷新，則必須要針對信號對應的測控裝置進行檢查，擺上通訊故障燈是否有顯示拼通裝置的IP地址能夠進行快速的通訊板處理，如果發生大量遙測數據不正常，則需要對網站遙測起始端和主站端是否對應進行檢查，起始地址如果發生錯誤也會導致遙測數據的上送便宜，如果出現單獨遙測數據不正確，則首先要判斷數據類型，對線路電流顯示是否正確，是否出現有功功率和無功功率顯示錯誤進行處理，如果陷入所有的遙測量均顯示不正常，則可以利用裝置遙測對故障采集。自動化系統與其他制造商相比，對保護設備的通信協議的解釋和使用不同，為了收集保護信號，自動化系統必須通過保護管理機器完成轉換，依靠協議完成轉換。一臺保護管理機器是集中的。如果保護設備的信號傳輸發生沖突，或者小房間的保護管理設備發生故障，所有連接的保護設備信號都會受到牽連，并會出現缺少重要信號消息的問題，這可以用正常的傳輸來表示。無法繼續刪除遠程信號的更新。面對這些缺陷問題，可以使用保護管理機器來判斷通信指示器是否正常，然后檢查開關和其他接線是否松動，然后重新啟動設備，拉緊接線，更新設備等，有效應對處理。

2.3 遙信狀態異常

遙信是整個變電站實時監控的重要環節，如果發生遙信發生異常問題，很容易導致變電站失去監控，如果發生大范圍的遙信狀態異常，則需要對后臺數據信息進行處理，如果發生個別遙信異常，則要針對網點號進行檢查裝置內部信號，如果發生接線失誤，或者是信號繼電器出現故障，必然會導致電壓增大，產生遙信舉動，如果老舊變電站的遙信設備，輔助電壓比較低，很容易受到電磁干擾產生誤動，或者在屏蔽電纜后，也會抑制感應電壓和電磁干擾產生遙信誤動，在測控裝置的電源板CPU上，如果任何一個部分發生故障，都可能導致遙信信號傳輸誤差。在變電站自動化建設時，電力系統與人員安全問題，會直接影響電力系統的運行效果，為此必須要積極加強安全管理，將故障的危險系數降至最低。在遇到電力系統配電自動化永久故障時，必須對故障進行快速識別，并且隔離故障發生的位置，從而形成新的配電系統，保證電網安全穩定運行。還應該利用饋線斷路器跳閘對故障進行正確處置，如果線路運行中因為某一部位而引發故障，則饋電線路會自動跳閘，直至故障恢復之后再次重合，保證線路出現問題之后還能夠順利運行，避免出現電力系統癱瘓。隨著我國計算機網絡信息技術的快速發展，其在電力調度自動化生產中的應用也不斷增多。利用計算機網絡強大的數據處理功能、自動控制功能可以大幅度提高機電設備的運行生產效率，也能夠保障機電設備安全穩定的運行。

2.4 遙控失敗

電網調度遙控主站端發出遙控指令，通信端則被動連接到RTU上，所接收到的命令和正確性，將信息傳輸給測控裝置，形成反校信息，快速發揮主戰。當遙控反校時會產生遙控誤碼率，為此應該積極采用場站發射命令，分站端通道接觸，主站數據不一致，則可以判斷為故障碼率引起的遙控故障，在遙控反應錯誤發生后主要有主站下發預制命令，廠站端沒有與之相對應的設備。會收到反校信號，需要及時對主站和廠站端的遙控對象定義進行判斷，檢查數據庫中是否出現錯誤，如果遙控指令不成功，可以先嘗試在后臺進行遙控處理，如果后臺遙控依舊無法操作，也可以判斷遙控裝置是否出現松動。變電站自動化信息傳輸的功能比較多，而最主要的功能就是信息管理，在電網運行時必須確保信息不斷更新，只有在最短時間內接收故障信息才能夠快速對故障進行處理，而信息系統中所有的信息精確度必須要具有極高的時效性，在短時間內就可以立即處理。在實際電力系統運行時，必須要對遠處故障點進行全方位掃描，并且將獲得的數據結果利用分布式計算機進行記錄篩選，通過信息管理能夠使信息采集故障最小化，只有正確認識信息管理重要性，才能夠對電力系統配電自動化的使用效率得到增強。

利用系統的相關性和綜合性原理，能夠對故障類型進行充分判斷，系統分析實際是屬于邏輯推理的一種方式。在系統分析開展之前，需要對整個自動化流程進行全面清楚的分析，判斷系統的具體構成和運作原理，而每一個系統都要由不同的設備共同組成，每臺設備的運作特點也應該進行充分掌握，這樣才能夠對設備的運行狀態進行全面分析與優化。只有針對設備的具體作用和相應的功能進行分析，才能夠明確設備的重要性，預知系統發生故障的幾率。比如說，某個調度主站發生變電站信息停滯的問題，本應該幾秒鐘刷新一次的數據不再刷新，其余變電站信息全部正常，可以判斷可能是通信系統出現問題。接下來還要分析，信號通道除了通信設備，還有調度和變電站兩端的MODEM，通信設備配線架端子等，再逐一檢查就能發現故障所在并及時處理。由此可見，運用系統分析的方式，能夠對故障現象進行及時分析，并且快速處理，從而有效提高故障查找的整體效果。因為遠動自動化系統較為復雜，而且它還與變電站設備有關聯，因而應先用排除法判斷究竟是自動化設備有故障還是相關聯的其它設備有故障。

3 結語

隨著信息技術的不斷發展，變電站自動化信息傳輸裝置也發生了比較大規模的改變，電網結構越來越復雜，變電站的設備自動化也存在明顯的問題。盡管有各種新技術、新設備不斷涌現，但是計算機網絡卻始終貫穿于整個電力生產系統的全過程，對各個環節進行監督與控制，能夠隨時隨地地掌握電力調度自動化系統的運行效率，保證整個電力生產系統更加高效安全。必須要積極加強對自動化故障的全面處理，確保電網運行安全穩定。

參考文獻

[1] 徐濤，楊鑫宇.變電站自動化信息傳輸中典型故障查找方法[J].大眾用電，2020（3）：11-12.

[2] 劉慧，黃凱，王宇飛.變電站遠動系統頻繁中斷故障分析及處理[J].河南科技，2019（2）：23-24.

[3] 張昌益.10 kV配電設備故障查找和處理方法[J].通信電源技術，2019（12）：100-101.

[4] 李真.變電站自動化系統常見故障及處理[J].電力自動化設備，2010，30（8）：148-150.

[5] 劉超.論變電站綜合自動化系統通信故障的處理方法[J].中國科技博覽，2014（46）：182.