变电站10kV综合自动化系统故障频发原因分析

变电站10kV综合自动化系统故障频发原因分析

作者：王世果王德刚

来源：《科学与财富》2013年第10期

摘要：变电站综合自动化系统已经在电网中被广泛采用，在变电站中承载着监视、控制、测量、保护及数据通信的功能。如果综合自动化系统频发故障，正常运行甚至是事故跳闸信号不能传到后台，严重影响供电可靠性，降低供电部门的信誉度，并直接影响供电效益。当然，如果能够及时的分析、查找故障频发的原因，适时采取一定的防范措施（如维修、更换设备等），就可以有效地控制综合自动化系统故障发生的几率。

关键词：综合自动化系统；通信装置故障；保护装置故障；后台系统故障

0 引言

随着国民经济发展，人民生活水平的不断提高，居民对电力依赖和需求程度也在不断提高，这就为电网发展带来了很大的空间。尤其是10kV配电网络发展迅速，担负着各行各业的正常用电，与人们的日常生活密切相关。目前变电站普遍采用了综合自动化系统，实现了变电站无人值守，综合自动化系统就相当于运行人员的“眼睛”和“双手”。但是由于种种原因，部分综合自动化系统工作可靠性相对较低，频发故障，正常运行甚至是事故跳闸信号不能传到后台，严重影响供电可靠性，降低供电部门的信誉度，并直接影响供电效益。基于这种情况，笔者主要分析一下变电站10kV综合自动化系统故障频发的原因。针对不同的原因，如果采用合适的措施，相信综合自动化系统频发故障现象会大大减少。

变电站10kV综合自动化系统主要是实现对一次10kV系统进行监视、测量、控制、保护及数据通信的功能。各功能模块中任一部分出现故障都将影响综合自动化系统的运行可靠性。通常引起10kV综合自动化系统故障频发的原因主要有：通信装置故障、保护装置故障、后台系统故障等，其中通信装置故障占总故障次数的80%以上。

1 通信装置故障

数据通信既可以完成综合自动化系统内部各子系统或各种功能模块间的信息交换和实现信息共享，又可以完成变电站与控制中心的通信。如果数据通信通道中的任一装置发生故障，都将会引起通信中断，进而影响综合自动化系统的可靠性。

1.1网卡故障

网卡是保护装置与其他智能设备进行信息上传、下行交换的必经通道。网卡作为当前微机保护装置的一个组成部分，如果生产管理不到位，质量不高，故障次数多，势必会增加通信装置的故障次数。针对这种情况，笔者建议企业尽量采用信誉度高、知名厂家的成熟产品。

1.2软件程序故障

通信装置的硬件系统是由微型计算机系统及其外围接口电路组成，是其“骨架”，而软件系统相当于其“灵魂”，数据通信功能的实现主要靠软件系统的稳定运行来实现的。如果综合自动化系统所采用的软件程序稳定性不高（如程序混乱、芯片损坏等），同样会增加通信装置的故障次数。而软件的修改通常是靠厂家售后技术支持人员来进行，建议企业尽量采用知名度高、售后服务好的厂家的产品。

1.3外部输入感应电平高

如果网络通信连接线中存在较高的感应电压，就很容易击穿电容、二极管等硬件，直接造成通信装置插件损坏。

变电站的一次电缆和二次电缆大多是同沟敷设（如图1），在同沟敷设的一次电缆或控制电缆有故障跳闸或负荷快速变化时，根据法拉第电磁感应定律，将产生的较强的交变磁场，此时感应电压会更高，如果措施不当，会很容易击穿硬件。解决此问题，只要对不同装置之间加装必要的隔离措施，有效屏蔽掉同沟其他电缆所产生的感应高电平即可。

1.4通信介质故障

网线线芯细断裂率高和屏蔽接地接触电阻大是引起通信介质故障的主要原因。

解决网线线芯细断裂率高的问题，首先应采用质量有保障的网线；此外在现场施工过程中，敷设网线均应有护管保护层，放线时分段进行，避免力量过大对线芯造成人为损伤。

对于屏蔽接地接触电阻大的问题，只要严格按照国家电网公司的反措要求，通信网线等各种缆线的接地牢固可靠，符合规程要求，对外接感应电压起到屏蔽作用即可。

1.5环境恶劣

环境恶劣（如继电器室温度高）也会造成通信装置故障。对此，只要合理调节继电器室的温度（如加装空调设备）即可。

2 微机保护装置故障

微机保护装置的功能主要是：在一次系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备从系统中切除，保证非故障设备的正常运行，尽量缩小停电范围；一次系统出现异常时，自

动、及时、有选择地发出告警信息。如果保护装置自身故障（如误动或拒动）无法实现上述功能，必然会引起事故范围的扩大，造成人身伤亡、设备损坏和重大经济损失。因此综合自动化系统应采用可靠性较高的微机保护装置。

3 后台系统故障

后台系统担负着数据采集与处理、运行监视与告警、操作控制等基本功能，如果后台出现故障（如死机、掉线、程序出错等），那将无法很好的将现场的信息提供给运行人员，同样运行人员也不能通过后台系统对一次系统进行控制操作。建议企业尽量采用技术先进、可靠性高、性能稳定的厂家出产的产品。

4 结束语

目前，变电站综合自动化系统已经在电网中作为传统变电站的二次系统替代品而广泛被采用，在变电站中承载着监视、控制、测量、保护及数据通信的功能。如果综合自动化系统频繁故障，势必会严重影响系统的安全、可靠运行，甚至造成人身伤亡、设备损坏，引起重大经济损失。当然，如果能够及时的分析、查找故障频发的原因，适时采取一定的防范措施（如维修、更换设备等），就可以有效地控制综合自动化系统故障发生的几率。