变电站计算机监控系统缺陷处理与分析＊

变电站计算机监控系统缺陷处理与分析＊

莫金龙1，2，毛伟昕2，陆 翔2

（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206；2.湖州电力局，浙江湖州313000）

论述了变电站计算机监控系统的缺陷分类、发生部位以及变电站计算机监控系统三遥异常的检查与处理方法，并对变电站计算机监控系统缺陷进行了分析，总结了变电站计算机监控系统缺陷的两个特点，提出降低变电站计算机监控系统缺陷的三项对策及防范措施.

监控系统；缺陷；分析；三遥；变电站

计算机监控系统已普遍应用于各等级的变电站，为电网的安全、经济、优质运行发挥着重要的作用.但不可否认，由于种种原因，目前计算机监控系统在实际的使用过程中还存在着诸多不尽如人意、需要改进的地方.缺陷的高发生率便是摆在计算机监控系统专业人员面前的一个迫切需要解决的课题.据统计，目前由变电站计算机监控系统引发或与其相关的缺陷数量通常要占一个电网缺陷总数量的1/3.

1 变电站计算机监控系统缺陷情况

按照变电站计算机监控系统的缺陷原因，我们可将缺陷分为硬件缺陷、软件缺陷、系统整体缺陷和运行管理缺陷四大类.某省某季度变电站计算机监控系统缺陷的发生情况如下：变电站监控系统缺陷主要为硬件缺陷，占总缺陷的61.6%，主要原因是硬件老化；其次为软件缺陷，占总缺陷的18.6%.监控系统硬件缺陷主要发生在后台工作站上，占总缺陷的20.2%；其次为测控装置故障，占总缺陷的13.0%.监控系统软件缺陷主要发生在数据库方面，占总缺陷的6.7%；其次为应用平台方面，占总缺陷的5.3%.

监控系统缺陷发生部位分布情况如表1所示.从表1看到，运行时间长的设备易发生故障（10年以上设备较少，因而缺陷总数不多）.

表1 监控系统缺陷发生部位分类表单位：次

续表1

由上看出，今后应加强监控系统设备巡查力度，完善监控备品备件的储备，加快老旧站监控系统改造力度及加强验收管理等方面的工作，以有效降低设备老化等原因导致的硬件故障对系统的影响；同时要加强软件版本的管理，减少系统软件方面的故障.

2 变电站计算机监控系统三遥异常的检查与处理方法

2.1 遥测数据异常现象的检查与处理

常见的遥测数据异常现象有：①后台机与服务器连接中断，导致后台数据不刷新；②后台机画面信息点属性配置不正确，导致后台遥测数据不对应错误；③数据库遥测系数设置不正确，导致后台遥测数据误差漂移大.系数计算错误常发生在有偏正值设置的信息点，如实际运行中碰到的主变温度测量数据偏差大.

测控装置遥测故障，一般是由于二次回路或遥测板异常引起的.遥测板元器件性能下降会导致遥测数据晃动，精度变差.二次回路异常一般有TV回路断相，TA、TV相序错误，端子螺丝松动等现象.

通信规约信息点参数设置不严格规范也会导致偶发性的遥测数据跳变的现象发生，无效数据作为有效数据处理出现数据异常跳变.

要分析遥测数据故障必须要掌握遥测数据的采集，传输以及人机界面的显示输出过程.一个遥测量从采集到显示经过多个环节，每个节点上都有相应的通信参数设置和信息点属性配置，任何一个设置错误都会引起遥测数据出错.

2.2 遥信信息异常的检查与处理

遥信信息常见的故障有：①成批的误遥信事件，画面开关闪烁，告警窗提示信息动作、复归，短时间后正常.②个别的遥信事件频繁变位，或遥信状态与实际位置不对应.③开关操作，工作站画面不变位（偶发性）.④事故动作后监控系统接收信息不全，漏事件信息（随机性，偶发性）.

硬接点遥信的缺陷原因主要有：

遥信电源偏低.继电器触点表面氧化或接触不良使得触点电阻增大，偏低的遥信电源不足以击穿氧化层，则无法反映遥信变位；强电磁场的运行环境会干扰遥信回路，一旦干扰信号幅值大于遥信门槛电位，则容易产生误遥信.

户外端子箱接入的遥信因空气潮湿，遥信回路端子间绝缘下降，泄漏电流较大达到遥信门槛电位时，原分位遥信会出现合、分抖动，误发.

辅助接点工作异常.断路器、闸刀位置辅助触点的机械传动部分可能会出现间隙，开关动作时的振动有可能造成辅助触点不对位或接触不良，辅助触点表面氧化也会造成接触不良，这样在接触过程中可能时通时断，从而导致遥信误动、拒动或频繁抖动.

2.3 遥控过程异常的检查与处理

遥控过程常见故障有：遥控拒动，遥控超时无返校结果提示，遥控执行正确但结果未返回，提示遥控失败.遥控拒动是指遥控返校正确，遥控执行后遥控对象不动作.检查此类缺陷首先在测控装置的遥控报告上查阅相应记录，看是否收到遥控执行命令，如果有遥控执行命令记录项，说明遥控信息的传输过程正确.然后检查测控装置是否有遥控输出，如有则检查二次回路接线及电气机械闭锁回路；若没有输出则检查联闭锁条件是否满足或同期合闸条件是否满足.如果保护测控装置上没有遥控执行命令记录项，说明遥控执行信息未收到，就要排查原因.最有效的办法还是用通信监测工具实时监测遥控过程的通信报文，通过报文解读分析原因则比较准确、便捷.

3 变电站计算机监控系统缺陷分析

3.1 变电站计算机监控系统缺陷的两个特点

（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.硬件设备缺陷的主要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）监控系统软件（包括操作系统和应用软件）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，但会不定期的重复出现，有时还可导致严重后果.

3.2 降低变电站计算机监控系统缺陷的对策及防范措施

3.2.1 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.尤其是网络设备的厂家较多，型号及电源不统一，易造成备品备件难以备齐等困难；电网的附属一次设备如直流、所用电、消弧线圈等设备信息往往需要经过规约转换，由于规约不匹配则会造成的通信问题也经常出现.

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低成本的产品，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，尽量选用较成熟的产品，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、显示器等固有特性，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.目前，部分厂家已开始研发无风扇、无硬盘的嵌入式计算机产品，并已成功应用于前置机、远动工作站等设备，取得了很好的效果.湖州电力局已将所有220k V变电站和近80%的110k V变电站的远动机改为嵌入式远动机，经改造后远动机不会有硬盘故障，装置故障率极低.

（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.

3.2.2 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.因此，作为监控系统的使用者，应积极进行相关缺陷的记录和总结工作，并将缺陷产生、现象以及处理情况等一手资料及时反馈给生产厂家，以便其采取针对性的措施进行整改，尤其是对一些新系统更应强调这方面的工作.

3.2.3 注重运行管理，确保系统稳定运行

（1）重视设备全寿命周期管理.加强对电力设备全寿命周期管理的意识，做好前期管理、运行维修管理、报废及更新改造管理等设备全寿命管理各个阶段的工作.

作为设备运行维修管理部门要重视调试、验收等工作.仅遥信而言，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，严格按照标准化作业指导书开展工作，真正做到系统无缺陷投运，从工程的源头遏制缺陷发生.

（2）认真开展状态检修工作.对于测控装置等间隔层设备的缺陷，主要是内部插件问题，应该认真开展校验工作.如通过精度校验能及时发现诸如交流采样模块造成的测量精度等缺陷；通过绝缘测量试验，能及时发现因二次回路绝缘不良而造成的误遥信等问题.同时应考虑储备必需的备品备件，确保故障处理的及时性.

（3）加强缺陷统计分析工作.做好监控系统缺陷的统计分析工作是十分必要的.从各种统计数据中找出各种缺陷产生的原因、发展规律等，从而采取针对性的防范措施，有效防止同类或相近性质缺陷的再次发生.

当前，变电站计算机监控系统正处于一个快速发展阶段.如何降低监控系统的缺陷发生率，是值得每个监控系统从业人员认真思索的.只要认真分析缺陷现象，归纳总结缺陷原因并采取针对性的改进措施，就一定能大幅度降低变电站计算机监控系统的缺陷发生率，促进监控系统技术更好地服务于电网自动化工作.

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TM764

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1009－1734（2011）S0－0298－04

2011－09－10

莫金龙，助理工程师，在职硕士研究生，从事电气工程及其自动化研究.