浅谈农网自动化变电站的维护

随着城乡电网改造的进行，一批自动化变电站拔地而起，自动化变电站以其独有的优势赢得了电力行业的认同，与常规变电站相比它的设备集成度高，功能更加强大，涵盖的知识面广泛，计算机、远动、通信、继电保护等多个专业都在自动化变电站中得到了应用，因此自动化变电站的维护对电力工作者提出了更高的要求。

    国内对变电站自动化工作比较流行的名词是“变电站综合自动化”，因为“综合”这个名词没有一个准确的含义,国际电工委员会已经正式采用了“变电站自动化’’、“变电站自动化系统 (SubstationAutomationSystem—SAS)”这个名词,本文采用这种用法;变电站自动化的内容包括电气量的采集和电气设备(如断路器)的状态的监视、控制和调节，实现使变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全;在发生事故时，瞬态电气量的采集、监视和控制(由继电保护、故障录波等完成)，迅速切除故障，完成事故后的变电站恢复正常运行的操作;从长远的观点来看，还应包括高压电气设备本身的监视信息(如断路器、变压器、避雷器等的绝缘和状态监视等),需要从变电站得到信息的单位,除了调度中心、运行方式科、继电保护工程师之外，还需要传送到检修或维修中心,为电气设备的监视和为制定维修计划而收集原始数据提供先进的手段。

    与常规变电站相比，自动化变电站具有以下优势：(1)二次设备的硬件配置简化了。由于采用了数据总线技术，二次设备所采集的数据只要采集一次就可以满足不同功能的数据要求。还可以省去专用的故障录波器、专用的控制信号屏以及专用的中央信号屏。(2)二次设备的连线简化了。将变电站的线路、变压器、电容器等一次设备的保护功能集中到几个机箱内部，不同二次设备之间的联系可用总线来实现，从而省去了大量的二次设备之间的电缆连接。(3)设备的调试、维护简化了。由于硬件的模块化、采样的数字化，使得出厂调试及维护调试简单了许多。(4)方便了事故处理。设备的自检功能使设备本身出现异常时能够及时报警：设备的故障录波功能使系统出现故障时能够记录故障时的参数及事件，以便分析处理。对110KV及以下的自动化变电站按其网络结构分为变电站层和间隔层。变电站层负责对全站的实时数据信息进行汇总、分类，将规约规定的信息上送调度或控制中心，接受调度或控制中心的控制命令，并转向间隔层执行，完成站内当地监控、人机联系功能，完成在线修改间隔层设备参数的功能，有的厂家将其细化为不同功能的站级主站;间隔层是继电保护、测控装置对相关设备进行操作、测量和控制，并将数据、信息通过网络上送。这两部分相互联系、紧密结合，任何部分出现故障都会给电网安全稳定运行埋下隐患。

    自动化变电站的故障从表现上可以分为两大方面：一方面是二次设备和二次回路的故障，继电保护经过多年的发展到现在日趋完善，处理故障方法及手段多种多样，特别是微机继电保护的兴起，其事故报文基本上能够准确的指出故障，极大地方便了维护人员得故障处理工作，所以这方面不作为本文讨论的重点。另一方面是与二次设备相关的自动化方面的故障。由于变电站自动化系统涉及到调度端、通道、厂站端三环节，所以要先确定故障的范围，然后再有针对性的查找故障原因，可以利用以下几个方法进行粗略的判断。(1)观察法。根据不同的远动通讯规约观察远动机的接收灯、发送灯的状态是否正确;对于配有显示器的远动机可以直接读取报文，观察报文能否刷新且按照规约约定不断将站内信息正确上送。随着城乡电网改造的进行，一批自动化变电站拔地而起，自动化变电站以其独有的优势赢得了电力行业的认同，与常规变电站相比它的设备集成度高，功能更加强大，涵盖的知识面广泛，计算机、远动、通信、继电保护等多个专业都在自动化变电站中得到了应用，因此自动化变电站的维护对电力工作者提出了更高的要求。

    国内对变电站自动化工作比较流行的名词是“变电站综合自动化”，因为“综合”这个名词没有一个准确的含义,国际电工委员会已经正式采用了“变电站自动化’’、“变电站自动化系统 (SubstationAutomationSystem—SAS)”这个名词,本文采用这种用法;变电站自动化的内容包括电气量的采集和电气设备(如断路器)的状态的监视、控制和调节，实现使变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全;在发生事故时，瞬态电气量的采集、监视和控制(由继电保护、故障录波等完成)，迅速切除故障，完成事故后的变电站恢复正常运行的操作;从长远的观点来看，还应包括高压电气设备本身的监视信息(如断路器、变压器、避雷器等的绝缘和状态监视等),需要从变电站得到信息的单位,除了调度中心、运行方式科、继电保护工程师之外，还需要传送到检修或维修中心,为电气设备的监视和为制定维修计划而收集原始数据提供先进的手段。

    与常规变电站相比，自动化变电站具有以下优势：(1)二次设备的硬件配置简化了。由于采用了数据总线技术，二次设备所采集的数据只要采集一次就可以满足不同功能的数据要求。还可以省去专用的故障录波器、专用的控制信号屏以及专用的中央信号屏。(2)二次设备的连线简化了。将变电站的线路、变压器、电容器等一次设备的保护功能集中到几个机箱内部，不同二次设备之间的联系可用总线来实现，从而省去了大量的二次设备之间的电缆连接。(3)设备的调试、维护简化了。由于硬件的模块化、采样的数字化，使得出厂调试及维护调试简单了许多。(4)方便了事故处理。设备的自检功能使设备本身出现异常时能够及时报警：设备的故障录波功能使系统出现故障时能够记录故障时的参数及事件，以便分析处理。对110KV及以下的自动化变电站按其网络结构分为变电站层和间隔层。变电站层负责对全站的实时数据信息进行汇总、分类，将规约规定的信息上送调度或控制中心，接受调度或控制中心的控制命令，并转向间隔层执行，完成站内当地监控、人机联系功能，完成在线修改间隔层设备参数的功能，有的厂家将其细化为不同功能的站级主站;间隔层是继电保护、测控装置对相关设备进行操作、测量和控制，并将数据、信息通过网络上送。这两部分相互联系、紧密结合，任何部分出现故障都会给电网安全稳定运行埋下隐患。

    自动化变电站的故障从表现上可以分为两大方面：一方面是二次设备和二次回路的故障，继电保护经过多年的发展到现在日趋完善，处理故障方法及手段多种多样，特别是微机继电保护的兴起，其事故报文基本上能够准确的指出故障，极大地方便了维护人员得故障处理工作，所以这方面不作为本文讨论的重点。另一方面是与二次设备相关的自动化方面的故障。由于变电站自动化系统涉及到调度端、通道、厂站端三环节，所以要先确定故障的范围，然后再有针对性的查找故障原因，可以利用以下几个方法进行粗略的判断。(1)观察法。根据不同的远动通讯规约观察远动机的接收灯、发送灯的状态是否正确;对于配有显示器的远动机可以直接读取报文，观察报文能否刷新且按照规约约定不断将站内信息正确上送。

这种方法能粗略的判断出厂站端是否有故障，若要进一步判断可以用第二种办法。(2)端口测试。在厂站端断开远动通道，用串口监视程序来接收远动机发出的报文，若远动机工作正常，应能按规约正确发送报文，若无报文或报文内容不正确，是厂站端有故障;也可以用串口监视程序来接收调度端的下行信息，若下行信息接收不到就要查找通道或调度端方面。(3)短接法。在厂站端将调度端的发信号在厂站与通道间短接到收信号，看调度端能否将自发的报文收回，若能，说明通道正常，否则，通道故障不能排除，同样在厂站端也可以用这个方法来排除厂站端的故障。(4)波形测试法。用示波器在厂站端测量厂站所发的波形是否正常，正常波形一般为正弦波(模拟通道)或方波(数字通道)，无杂波或少波。经过以上判断，就可以断定故障发生在哪个环节，如果故障发生在厂站端，自动化变电站的维护人员就可以根据故障现象分析原因逐个排查。

    自动化变电站的常见故障有以下几种：(1)通信中断。这种故障虽然最常见，但造成的后果却很严重，它会造成遥测数据不刷新、遥控不执行、遥信不能正确上传，直接关系到自动化变电站的正常运行。一般在监控后台可以直接查到哪个装置通信中断，造成单装置通信中断的原因除了网线松动外面板损坏是最大的可能;如果是大面积装置通信中断就要考虑别的原因，是否监控后台死机或网关故障，网关是否故障可以用PING命令来检查。(2)电磁干扰。自动化变电站的装置工作在强电磁干扰环境下，而遥信开入为24V低电压，当信号回路上感应较强的干扰信号(大于24V)时，就产生误遥信，办法是采用带屏蔽层的电缆并将屏蔽层可靠接地和采用光电隔离。(3)监控后台或远动主机死机。硬件损坏和系统文件丢失都会造成这种现象。在后台监控机上进行非运行操作，容易造成系统文件丢失后台机瘫痪，办法只有利用系统备份重新恢复系统，笔者建议，尽量做到专机专用，同时做好系统备份;由于自动化变电站具有数据记录功能，日积月累大量的历史文件会占用过多的系统空间，也容易造成系统自动退出运行，因此设置历史存盘时间定时清理硬盘是非常重要的。(4)参数错误。无论是远动主机还是监控后台每个参数设置都非常重要，在变电站运行中一旦出现这种情况，就不易发现，只有熟悉自动化原理及设备设置，认真分析才能解决。这种情况在新投运的变电站较常见。(5)二次设备故障。有些故障现象是由于二次设备的原因造成的，例如，遥测数据不对有可能是模拟量采集插件损坏了;遥信错误有可能是断路器操作机构的辅助触点损坏了，遥控不执行也有可能是遥控被闭锁了。除了上述几种情况外，自动化变电站还会有更复杂的故障出现，但只要按照间隔层装置、通信网络、后台监控、远动主机这四部分依据原理逐级排查，就能在较短的时间内找出问题所在消除故障。

    我国的自动化专业是由计算机专业与远动专业结合而来的，自动化专业与继电保护专业构成了变电站自动化系统的两大知识方面，所以自动化变电站的维护人员必须具备全面的知识，才能自如应对自动化变电站出现的各种问题，切实提高设备的健康水平，防患事故于未然，确保电网安全稳定的运行。