110kV及以上变电站监控系统缺陷原因分析及防范措施

2009-04-29张欢欢

沿海企业与科技 2009年9期

关键词：监控系统防范措施变电站

[摘要]文章结合某地区电网的年度缺陷统计情况，对110kV及以上变电站计算机监控系统的缺陷原因进行分析，并提出防范措施。

[关键词]变电站；监控系统；原因分析；防范措施

[作者简介]张欢欢，广东电网公司中山供电局，研究方向：电力调度、电力系统及其自动化，广东中山，528400

[中图分类号]TM63

[文献标识码]A

[文章编号]1007-7723(2009)09-0121-0003

一、缺陷原因分析

为了便于统计分析，需要先对缺陷进行一定的归类汇总。参照变电站计算机监控系统的网络结构，将缺陷的发生部位按站控层、间隔层、网络层以及远方通信等四大部分进行归类；同时根据缺陷的性质，又将其分为硬件故障、软件故障和参数设置错误等三大类。结合某地区电网110kV及以上变电站计算机监控系统缺陷的发生情况(详见表1)进行分析、讨论。

(一)从缺陷发生部位统计分析

根据表1，从缺陷发生的部位来看，站控层缺陷最多，占43.27％；其次是间隔层，占37.43％；再次是远方通信，占12.87％；最后是网络层，占6.43％。

1、站控层缺陷

站控层缺陷数量居多的原因主要表现在两部分：一是后台系统，其表现为后台机等计算机设备的死机现象较频繁。分析原因有两方面：一方面是硬件设备原因。主要是由于设备投运时间较长，出现了不同程度的老化现象，硬盘、主板等故障较多；另一方面是软件问题，包括操作系统和应用软件均可能存在固有缺陷，运行一定时间出现程序走死现象。此外，后台机系统的显示器等硬件设备损坏也较严重。二是总控或前置机等负责全站通信任务的关键设备。这部分设备在较早的系统多采用工控机等设备，因此也存在和后台系统相类似的情况，尤其是因硬件问题造成的死机现象相对更多一些。总之，站控层缺陷基本由软硬件问题引起，且比例大体相当，而GPS对时系统、UPS电源等问题相对少一些。

2、间隔层缺陷

间隔层设备的缺陷主要由两方面组成。首先是测控装置问题。测控装置的问题主要表现在硬件上，由于内部模块、插件故障造成装置通信中断或不能正常运行的情况也时有发生，其国产设备相对于进口设备故障发生率更高一些。测控装置软件方面的问题相对较少。需要指出的是由于一套监控系统中测控装置的绝对数量远远大于站控层计算机设备的数量，因此就设备缺陷发生率而言，测控装置将远远低于站控层设备。其次是二次回路问题，表现最突出的就是由一次设备操作后辅助接点不到位或绝缘不良等原因引发的遥信状态与实际不对应。此类缺陷严格来讲不属于监控系统自身的问题，处理时涉及一、二次设备，消缺难度较大，特别是开关柜的小车行程开关质量等问题结合停电处理等，缺陷延续时间长；在某些情况下可能会导致信号接点频繁动作，造成监控系统连续频繁报警，严重影响运行人员的正常监视，必须立即处理。

3、网络设备缺陷

从统计数据看，目前网络通信设备的故障数量尚不大，但其一旦发生故障则影响较大，涉及面也广，通常会造成多个装置通信异常或全站数据采集的中断，后果非常严重，因此必须立即处理。分析网络设备的故障原因，通常由产品质量不良引起，尤其是各类交换机、集线器等网络通信设备的电源问题表现尤为突出。

4、远方通信缺陷

由于变电站均采用无人值班模式，因此保证与远方的通信畅通，确保信息的正常传输就显得尤为重要。远方通信缺陷主要由以下两方面组成：其一是远动工作站自身的设备问题。由于大部分监控系统的远动工作站采用工控机等设备，因此也存在和后台系统相类似的情况，由硬件故障造成的信息传输中断屡见不鲜。其二是参数设置问题，主要是远动信息转发表的配置。因远动工作站中远动信息转发表与远方调度或集控站SCADA系统数据库设置不一致而造成的信息传输错误也不在少数。过去曾一直严重困扰自动化信息远传的通道问题，随着光纤通道的使用已大为减少。

(二)从缺陷性质统计分析

从缺陷的性质来看，硬件缺陷占的比例最大，达71.93％；其次是软件，占23.39％：最后是参数设置，占4.68％(见图2)。

从全年缺陷统计情况来看，变电站计算机监控系统的缺陷有以下两个特点：

1、由监控系统硬件设备引发的缺陷占绝大多数，其中以站控层计算机和网络设备等故障表现最为突出。原因是设备投运时间较长，老化现象严重，如计算机的主板、硬盘、显示器、网络设备的电源等。测控装置在使用多年后，其内部插件故障也会逐年增加。

2、监控系统硬件的固有问题是导致监控系统缺陷居高不下的另一个原因，主要表现在后台机、前置机和远动工作站等一些不明原因的死机、应用程序走死或自动退出运行等。这类缺陷往往是与选用的操作系统的稳定性和监控系统的成熟性等紧密相关，处理方法大都可以采取在对相应的软硬件进行重启后即可消除缺陷，恢复正常运行，但会不定期地重复出现，有时还可导致严重后果。

二、防范措施

(一)加强计算机类、网络类等硬件设备管理

1、加强设备选型

从缺陷分析情况来看，监控系统使用的计算机类和网络通信等设备的缺陷占据了绝大多数。此类设备大多属各监控系统厂家的外购产品，其为了降低成本往往选择一些设备质量不是很好或不适合电力系统特殊环境使用的产品，在运行一段时间后，各类质量问题就逐步暴露出来，因此加强计算机和网络通信设备的选型工作十分重要。必须在相关的技术规范等文件中明确规定对此类设备的选型要求，严格控制监控系统生产厂家随意选用外购设备，确保选用性能优良，满足电力系统高电磁干扰、长期运行等苛刻条件的工业级计算机及网络设备。

2、改善运行环境

由于外购的计算机及网络通信类设备一般对运行环境的要求相对较高，因此必须参照有关规定改善其运行环境，如按时开启空调，开展对上述设备进行定期清扫工作等。此外，后台机等设备以前通常是放置在控制台下，空间小、通风条件差，各类网络线交错繁杂，容易松动，是造成后台机频繁死机和通信中断的重要原因。因此上述设备也应考虑组屏安装。

3、减少通用计算机类设备的使用

由于通用计算机类设备(或者工控机类)使用硬盘及风扇等固有特性，注定了其易发生缺陷的属性。因此，为了彻底解决上述问题，减少使用通用计算机类设备是必由之路。

4、定期更换设备

计算机类设备受电子元器件寿命及运行环境等条件的限制，其使用周期一般不超过5年。因此，必须考虑此类设备的定期更换工作，确保各设备始终处于良好状态。

(二)重视计算机监控系统的软件版本管理工作

针对计算机监控系统的软件类缺陷，目前可能更多地需要依靠相关生产厂家来改进完善。通常软件类缺陷一般不容易发现，往往需要经过一段时间运行后或在某种特殊情况下才有可能发生。软件问题往往需要通过升级处理，势必造成同一系统不同软件版本现象的出现。因此，加强监控系统相关软件版本的管理工作就显得尤为重要。

(三)注重运行管理，确保系统稳定运行

1、重视调试、验收工作

变电站计算机监控系统的调试、验收工作是一项十分繁杂的工作。仅遥言而言，一个变电站往往就有几百到上千条信息，信息量巨大，而且涉及的专业又多，任何一个环节稍有疏忽就有可能留下产生缺陷的隐患。

因此，每个参与调试、验收的人员必须加强信息表的管理工作，仔细核对每一个信号，认真完成每一项试验，真正做到系统无缺陷投运，从工程的源头遏制缺陷的发生。

2、认真开展定期校验工作

对于测控装置等间隔层设备的缺陷，主要是内部插件问题，应该认真开展定期校验工作。同时应考虑储备必需的备品备件，确保故障处理的及时性。