變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)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(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京102206；2.湖州電力局，浙江湖州313000）

論述了變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷分類、發(fā)生部位以及變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)三遙異常的檢查與處理方法，并對變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷進(jìn)行了分析，總結(jié)了變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的兩個特點，提出降低變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的三項對策及防范措施.

監(jiān)控系統(tǒng)；缺陷；分析；三遙；變電站

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已普遍應(yīng)用于各等級的變電站，為電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運行發(fā)揮著重要的作用.但不可否認(rèn)，由于種種原因，目前計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在實際的使用過程中還存在著諸多不盡如人意、需要改進(jìn)的地方.缺陷的高發(fā)生率便是擺在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)人員面前的一個迫切需要解決的課題.據(jù)統(tǒng)計，目前由變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)引發(fā)或與其相關(guān)的缺陷數(shù)量通常要占一個電網(wǎng)缺陷總數(shù)量的1/3.

1 變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷情況

按照變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷原因，我們可將缺陷分為硬件缺陷、軟件缺陷、系統(tǒng)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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的發(fā)生情況如下：變電站監(jiān)控系統(tǒng)缺陷主要為硬件缺陷，占總?cè)毕莸?1.6%，主要原因是硬件老化；其次為軟件缺陷，占總?cè)毕莸?8.6%.監(jiān)控系統(tǒng)硬件缺陷主要發(fā)生在后臺工作站上，占總?cè)毕莸?0.2%；其次為測控裝置故障，占總?cè)毕莸?3.0%.監(jiān)控系統(tǒng)軟件缺陷主要發(fā)生在數(shù)據(jù)庫方面，占總?cè)毕莸?.7%；其次為應(yīng)用平臺方面，占總?cè)毕莸?.3%.

監(jiān)控系統(tǒng)缺陷發(fā)生部位分布情況如表1所示.從表1看到，運行時間長的設(shè)備易發(fā)生故障（10年以上設(shè)備較少，因而缺陷總數(shù)不多）.

表1 監(jiān)控系統(tǒng)缺陷發(fā)生部位分類表單位：次

續(xù)表1

由上看出，今后應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備巡查力度，完善監(jiān)控備品備件的儲備，加快老舊站監(jiān)控系統(tǒng)改造力度及加強(qiáng)驗收管理等方面的工作，以有效降低設(shè)備老化等原因?qū)е碌挠布收蠈ο到y(tǒng)的影響；同時要加強(qiáng)軟件版本的管理，減少系統(tǒng)軟件方面的故障.

2 變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)三遙異常的檢查與處理方法

2.1 遙測數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象的檢查與處理

常見的遙測數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象有：①后臺機(jī)與服務(wù)器連接中斷，導(dǎo)致后臺數(shù)據(jù)不刷新；②后臺機(jī)畫面信息點屬性配置不正確，導(dǎo)致后臺遙測數(shù)據(jù)不對應(yīng)錯誤；③數(shù)據(jù)庫遙測系數(shù)設(shè)置不正確，導(dǎo)致后臺遙測數(shù)據(jù)誤差漂移大.系數(shù)計算錯誤常發(fā)生在有偏正值設(shè)置的信息點，如實際運行中碰到的主變溫度測量數(shù)據(jù)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(dǎo)致遙測數(shù)據(jù)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(xiàn)象.

通信規(guī)約信息點參數(shù)設(shè)置不嚴(yán)格規(guī)范也會導(dǎo)致偶發(fā)性的遙測數(shù)據(jù)跳變的現(xiàn)象發(fā)生，無效數(shù)據(jù)作為有效數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常跳變.

要分析遙測數(shù)據(jù)故障必須要掌握遙測數(shù)據(jù)的采集，傳輸以及人機(jī)界面的顯示輸出過程.一個遙測量從采集到顯示經(jīng)過多個環(huán)節(jié)，每個節(jié)點上都有相應(yīng)的通信參數(shù)設(shè)置和信息點屬性配置，任何一個設(shè)置錯誤都會引起遙測數(shù)據(jù)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(guān)閃爍，告警窗提示信息動作、復(fù)歸，短時間后正常.②個別的遙信事件頻繁變位，或遙信狀態(tài)與實際位置不對應(yīng).③開關(guān)操作，工作站畫面不變位（偶發(fā)性）.④事故動作后監(jiān)控系統(tǒng)接收信息不全，漏事件信息（隨機(jī)性，偶發(fā)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(qiáng)電磁場的運行環(huán)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(chǎn)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(dá)到遙信門檻電位時，原分位遙信會出現(xiàn)合、分抖動，誤發(fā).

輔助接點工作異常.斷路器、閘刀位置輔助觸點的機(jī)械傳動部分可能會出現(xiàn)間隙，開關(guān)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(dǎo)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(jié)果提示，遙控執(zhí)行正確但結(jié)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(zhí)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(yīng)記錄，看是否收到遙控執(zhí)行命令，如果有遙控執(zhí)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(jī)械閉鎖回路；若沒有輸出則檢查聯(lián)閉鎖條件是否滿足或同期合閘條件是否滿足.如果保護(hù)測控裝置上沒有遙控執(zhí)行命令記錄項，說明遙控執(zhí)行信息未收到，就要排查原因.最有效的辦法還是用通信監(jiān)測工具實時監(jiān)測遙控過程的通信報文，通過報文解讀分析原因則比較準(zhǔn)確、便捷.

3 變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷分析

3.1 變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的兩個特點

（1）由監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備引發(fā)的缺陷占絕大多數(shù)，其中以站控層計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等故障表現(xiàn)最為突出.硬件設(shè)備缺陷的主要原因是設(shè)備投運時間較長，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，如計算機(jī)的主板、硬盤、顯示器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電源等.測控裝置在使用多年后，其內(nèi)部插件故障也會逐年增加.

（2）監(jiān)控系統(tǒng)軟件（包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件）的固有問題是導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)缺陷居高不下的另一個原因，主要表現(xiàn)在后臺機(jī)、前置機(jī)和遠(yuǎn)動工作站等一些不明原因的死機(jī)、應(yīng)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(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)控系統(tǒng)的成熟性等緊密相關(guān)，處理方法大都可以采取在對相應(yīng)的軟硬件進(jìn)行重啟后即可消除缺陷，恢復(fù)正常運行，但會不定期的重復(fù)出現(xiàn)，有時還可導(dǎo)致嚴(yán)重后果.

3.2 降低變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的對策及防范措施

3.2.1 加強(qiáng)計算機(jī)類、網(wǎng)絡(luò)類等硬件設(shè)備管理

（1）加強(qiáng)設(shè)備選型.從缺陷分析情況來看，監(jiān)控系統(tǒng)使用的計算機(jī)類和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備的缺陷占據(jù)了絕大多數(shù).尤其是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的廠家較多，型號及電源不統(tǒng)一，易造成備品備件難以備齊等困難；電網(wǎng)的附屬一次設(shè)備如直流、所用電、消弧線圈等設(shè)備信息往往需要經(jīng)過規(guī)約轉(zhuǎn)換，由于規(guī)約不匹配則會造成的通信問題也經(jīng)常出現(xiàn).

此類設(shè)備大多屬各監(jiān)控系統(tǒng)廠家的外購產(chǎn)品，其為了降低成本往往選擇低成本的產(chǎn)品，在運行一段時間后，各類質(zhì)量問題就逐步暴露出來，因此加強(qiáng)計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的選型工作十分重要.必須在相關(guān)的技術(shù)規(guī)范等文件中明確規(guī)定對此類設(shè)備的選型要求，嚴(yán)格控制監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家隨意選用外購設(shè)備，盡量選用較成熟的產(chǎn)品，確保選用性能優(yōu)良，滿足電力系統(tǒng)高電磁干擾、長期運行等苛刻條件的工業(yè)級計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.

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

（3）減少通用計算機(jī)類設(shè)備的使用.由于通用計算機(jī)類設(shè)備（或者工控機(jī)類）使用硬盤及風(fēng)扇、顯示器等固有特性，注定了其易發(fā)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(jī)類設(shè)備是必由之路.目前，部分廠家已開始研發(fā)無風(fēng)扇、無硬盤的嵌入式計算機(jī)產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用于前置機(jī)、遠(yuǎn)動工作站等設(shè)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(yuǎn)動機(jī)改為嵌入式遠(yuǎn)動機(jī)，經(jīng)改造后遠(yuǎn)動機(jī)不會有硬盤故障，裝置故障率極低.

（4）定期更換設(shè)備.計算機(jī)類設(shè)備受電子元器件壽命及運行環(huán)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(shè)備的定期更換工作，確保各設(shè)備始終處于良好狀態(tài).

3.2.2 重視計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件版本管理工作

針對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件類缺陷，目前可能更多地需依靠相關(guān)生產(chǎn)廠家來改進(jìn)完善.通常軟件類缺陷一般不容易發(fā)現(xiàn)，往往需要經(jīng)過一段時間運行后或在某種特殊情況下才有可能發(fā)生.因此，作為監(jiān)控系統(tǒng)的使用者，應(yīng)積極進(jìn)行相關(guān)缺陷的記錄和總結(jié)工作，并將缺陷產(chǎn)生、現(xiàn)象以及處理情況等一手資料及時反饋給生產(chǎn)廠家，以便其采取針對性的措施進(jìn)行整改，尤其是對一些新系統(tǒng)更應(yīng)強(qiáng)調(diào)這方面的工作.

3.2.3 注重運行管理，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行

（1）重視設(shè)備全壽命周期管理.加強(qiáng)對電力設(shè)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(shè)備全壽命管理各個階段的工作.

作為設(shè)備運行維修管理部門要重視調(diào)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(yè)又多，任何一個環(huán)節(jié)稍有疏忽就有可能留下產(chǎn)生缺陷的隱患.因此，每個參與調(diào)試、驗收的人員必須加強(qiáng)信息表的管理工作，仔細(xì)核對每一個信號，認(rèn)真完成每一項試驗，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書開展工作，真正做到系統(tǒng)無缺陷投運，從工程的源頭遏制缺陷發(fā)生.

（2）認(rèn)真開展?fàn)顟B(tài)檢修工作.對于測控裝置等間隔層設(shè)備的缺陷，主要是內(nèi)部插件問題，應(yīng)該認(rèn)真開展校驗工作.如通過精度校驗?zāi)芗皶r發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)因二次回路絕緣不良而造成的誤遙信等問題.同時應(yīng)考慮儲備必需的備品備件，確保故障處理的及時性.

（3）加強(qiáng)缺陷統(tǒng)計分析工作.做好監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的統(tǒng)計分析工作是十分必要的.從各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)中找出各種缺陷產(chǎn)生的原因、發(fā)展規(guī)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(zhì)缺陷的再次發(fā)生.

當(dāng)前，變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)正處于一個快速發(fā)展階段.如何降低監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷發(fā)生率，是值得每個監(jiān)控系統(tǒng)從業(yè)人員認(rèn)真思索的.只要認(rèn)真分析缺陷現(xiàn)象，歸納總結(jié)缺陷原因并采取針對性的改進(jìn)措施，就一定能大幅度降低變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷發(fā)生率，促進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)更好地服務(wù)于電網(wǎng)自動化工作.

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TM764

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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.