变电站自动化信息传输及典型故障查找方法

徐涛 杨鑫宇

摘要：随着我国科技的迅猛发展，智能电网的进程加快，国家在变电站自动化领域的技术水平以及系统设备都有显著地发展。本文将讲述变电站自动化信息传输方式并对典型故障给出查找方法及处理措施。

关键词：变电站;自动化;信息交互;措施

1.变电站信息交互

变电站的信息交互路线如图所示：

主站数据网→变电站数据网（路由器→纵向加密装置→数据网交换机）→站控层（远动机→站控层交换机）→间隔层（间隔层交换机）→过程层（过程层交换机）→一次设备

站控层交换机与工作站，监控主机，故障滤波器等设备相连;间隔层交换机与保护装置，测控装置等设备相连;过程层交换机与智能终端，合并单元等设备相连。

上述是智能变电站的信息交互，与常规变电站不同，常规站只实现了间隔层和站控层间的数字化，传统的互感器及开关设备与间隔层的保护测控装置需要铺设大量的采集和控制、信号等二次电缆，自动化装置之间缺乏通信等原因，各系统之间信息采集和功能实现都是互相独立的。

2.  典型故障查找方法

变电站侧的信号上送主站，一般情况先由主站值班的调度员发现故障，下面分析几个110kV变电站会发生的典型问题，根据不同故障给出查找措施与方法。由于主站与厂站自动化信息交互不正常，问题如果是发生在通信上，一般是全站大范围信息上送出现问题，其中的遥测、遥信、遥控故障问题都是基于主站至厂站自动化信息交互正常情况下给出分析。

2.1     通信中断

1.  出现单独上送某些装置，比如保护测控装置通信中断信号，在现场排查装置网口是否有故障，是否是网口松动，或是需要更换插件，并排查装置配置是否有误，如通信地址，协议的校验规则等。

2.  出现变电站全站通讯中断的，在排除主站的原因之后，厂站端也会有多种原因，检查变电站数据网设备是否配置错误，后台监控是否正常运行，远动机是否死机，也可能出现交换机运行时网络风暴或各设备间网线故障等原因。查找方法：主站侧按照信息交互路线的顺序往下ping，如果出现哪一级设备未能ping通，说明故障在此处。

2.2     遥测数据异常

调度员根据遥测数据的正确与否是调度能否做出正确判断的基础，遥测数据一旦出现异常，如何迅速准确的判断和处理各种故障非常重要。在调度自动化系统的运行中，常会出现遥测数据不刷新、遥测数据不正确的情况。

当出现遥测数据异常时，首先应排除主站端的问题，比如遥测量是否被人工置数，是否做了不合理的公式，是否设置了上下限制，前置和画面是否匹配，数据库是否维护正常等，然后再来看厂站端问题。

在排除主站端问题后，发现遥测数据不刷新时，需要检查该信号对应的测控装置通信是否出现问题，面板上通讯故障灯是否显示，后台机中ping该装置的IP地址能否ping通，可重新做网线头或更换装置通讯板处理。遥测数据不正确则可以从下面两方面考虑：

1.  出现大量遥测数据不正确现象，首先考虑是否是厂站端的遥测起始地址是否与主站端相对应，起始地址错误会造成所有遥测数据上送的点号偏移，然后再查看厂站端遥测数据上送的系数是否按照实际的CT变比上送。

2.  出现单独遥测数据不正确现象，首先看不正确的数据类型，线路电流显示正确，而有功功率、无功功率显示错误，可能是接线错误或相序不对;如果是所有某线路所有遥测量均显示不正确，可能是装置遥测采集故障。

2.3     遥信状态异常

遥信状态是调度员监控变电站一二次装置实时情况的眼睛，遥信信息无法正常上送相当于变电站处于失去监控的状态，遥信状态异常一般分为遥信拒动和遥信误动的情况。一般考虑以下几方面的因素：

当出现大范围遥信状态异常情况，核对后台收到的信息是否异常，若后台信息和主站信息不同，检查点号配置，检查远动机的配置是否异常。若出现个别遥信异常，再核对完点号是否正确后，若后台和主站信息相同，则可以考虑以下几方面的问题：

1.  测控装置内的信号接线错误，合并信号时选择了错误的分信号

2.  检查信号继电器的问题，当信号继电器接点氧化后，使信号继电器接点的接触电阻增加，电压降大大增加，从而可能使遥信在RTU上的电压达不到阀值而产生遥信拒动;

3.  老旧的变电站遥信辅助电压低，容易受电磁干扰，造成误遥信，对于智能站采用屏蔽电缆极大抑制了感应电压和电磁干扰;

4.  测控装置的电源板、CPU板、开入板与遥信信号的采化上送息息相关，其中任何部分故障都会引起错误信号的上传，发现问题时需要及时更换相关材料。

2.4     遥控失败

1.  遥控返校超时：导致遥控返校超时的重要原因之一就是误码率高。可以采取通过主站端厂站发一组校时命令或者从分站端送信号到主站进行测试，分站端通道输出接口接收到的数据与主站数据不一致则可以判断为通道误码率高引起的。一般误码率高的原因在于：远动通道故障、变电站通信管理機故障和主站设备故障，需要逐一排查。

2.  遥控返校错误：当出现遥控返校错误，遥控预置失败时，一般是由于主站下发预置命令后，厂站端没有与之对应的设备，会收到返校错误信息。采取核对主站与厂站端数据库遥控对象点号定义是否有误，检查数据库中对该遥控信息的定义和维护是否有误。

3.  遥控执行不成功：指在通道质量正常，遥控返校正确的前提下，下发遥控执行命令后，相应的断路器不动作。此时先可尝试现场后台进行遥控操作，若后台遥控依旧无法动作，一般判断为断路器机构或二次回路故障，一般遥控出口中间继电器容易出现故障，也可以检查一下测控装置内是否有接点连接问题，各装置接线是否有松动。

3.结束语

在科技发展飞速的当下，各类依赖于电力行业的产业蓬勃发展，自动化技术作为电力系统智能水平和实现电网运行管理现代化的基础越发重要。电网的结构和运行方式将越来越复杂，越来越依赖于自动化系统，变电站的自动化设备的更新必须与时俱进，自动化的技术水平也得日益精进，尤其在自动化的故障处理上要更加认真，以保证能快速定位故障源，处理故障设备，保证电网正常稳定运行。

参考文献：

[1] 王首顶.IEC60870-5系列协议应用指南[M]，北京：中国电力出版社，2008.5：27-34

[2] 浙江省电力公司.调度自动化岗位培训教材，北京：中国电力出版社，2013.3：52，79