金華電網(wǎng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷統(tǒng)計(jì)及建議

邱子平，潘銘航，吳雪峰，周?chē)?guó)慶，王強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321017）

金華電網(wǎng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷統(tǒng)計(jì)及建議

邱子平，潘銘航，吳雪峰，周?chē)?guó)慶，王強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321017）

變電站監(jiān)控系統(tǒng)作為電網(wǎng)的監(jiān)視控制平臺(tái)，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著基礎(chǔ)技術(shù)支撐作用。對(duì)金華電網(wǎng)2012—2013年的變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備缺陷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從硬件故障，程序問(wèn)題、二次相關(guān)回路等方面分析了缺陷產(chǎn)生的原因，并對(duì)今后的變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)工作提出了相應(yīng)建議。

變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；缺陷；統(tǒng)計(jì)

變電站監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平、設(shè)備的安全可靠性及其運(yùn)行維護(hù)水平直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。金華電網(wǎng)所轄變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用了南瑞繼保、南瑞科技、長(zhǎng)圓深瑞、南京中德、國(guó)電南自、南京電研、浙江創(chuàng)維、北京四方、許繼日立、上海申貝、山東積成、山東魯能、上海思源等廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。

結(jié)合金華電網(wǎng)2012—2013年變電站監(jiān)控系統(tǒng)缺陷發(fā)生情況，對(duì)缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并提出相應(yīng)建議。

1 監(jiān)控系統(tǒng)缺陷總體情況

1.1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

分層分布式變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)基本組成有站控層和間隔層，通過(guò)分層分布、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。站控層包括總控主機(jī)、操作員工作站、后臺(tái)監(jiān)控裝置、遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)、GPS（全球定位系統(tǒng)）對(duì)時(shí)裝置、五防主站及站控層網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備；間隔層包括不同電壓等級(jí)的測(cè)控裝置、通信接口單元及間隔層網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備[1]。

圖1 分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.2 按設(shè)備類(lèi)型統(tǒng)計(jì)的缺陷

對(duì)2012—2013年金華電網(wǎng)所有監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化裝置的缺陷，按設(shè)備類(lèi)型分類(lèi)統(tǒng)計(jì)匯總，如表1所示。

（1）2012年和2013年缺陷總體情況大體持平，以測(cè)控裝置的缺陷為最多，其次為遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)和后臺(tái)監(jiān)控裝置，再次為總控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、GPS對(duì)時(shí)裝置，保護(hù)管理機(jī)等裝置缺陷發(fā)生次數(shù)較少。

表1 設(shè)備缺陷總體情況次

（2）測(cè)控裝置故障發(fā)生率高，主要是測(cè)控裝置電源板故障，且較多發(fā)生在110 kV及以下變電站中，與部分110 kV及以下變電站所用測(cè)控裝置投入年份久、設(shè)備老化嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)周期長(zhǎng)，部分廠家生產(chǎn)的測(cè)控裝置裝備質(zhì)量差、故障頻發(fā)有很大關(guān)系。

（3）后臺(tái)監(jiān)控裝置的顯示器故障發(fā)生率較高，同時(shí)基建、擴(kuò)建設(shè)備上送后臺(tái)信息量及配置不準(zhǔn)確，使得后臺(tái)監(jiān)控裝置缺陷發(fā)生次數(shù)較多。

（4）遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)缺陷主要包括通道缺陷和站內(nèi)設(shè)備異常缺陷。

（5）總控主機(jī)缺陷中，以深圳南瑞ISA300總控裝置引起的誤發(fā)信無(wú)法復(fù)歸缺陷所占比例較高，均是以重啟總控裝置解決，廠家沒(méi)有徹底解決該問(wèn)題。

1.3 按缺陷等級(jí)統(tǒng)計(jì)

按照“緊急、重要、一般”的缺陷等級(jí)劃分[2]，對(duì)2012—2013年金華電網(wǎng)所有變電站監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析，共消缺392次，其中緊急缺陷21次，重要缺陷161次，一般缺陷210次，匯總見(jiàn)表2。

表2 按缺陷等級(jí)分類(lèi)匯總表次

從統(tǒng)計(jì)匯總表看，2012—2013年一般缺陷數(shù)量大體持平，重要及以上等級(jí)缺陷的數(shù)量明顯增加，所占比重也較大，變電站監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠性下降直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，由于處理這類(lèi)缺陷較為緊急，占據(jù)維護(hù)人員大量的工作時(shí)間，設(shè)備維護(hù)壓力增加。

2 缺陷原因分析

2.1 缺陷原因統(tǒng)計(jì)

按照硬件故障、程序問(wèn)題、二次回路、其他原因、運(yùn)行不穩(wěn)定等缺陷原因?qū)ψ冸娬颈O(jiān)控系統(tǒng)缺陷進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析，匯總見(jiàn)表3。

表3 設(shè)備缺陷原因分析統(tǒng)計(jì)

從匯總表來(lái)看運(yùn)行不穩(wěn)定和其他原因引起的缺陷最多，而且該類(lèi)缺陷多以重啟或者自行恢復(fù)解決，缺陷具體原因較難查明，為今后消缺留下隱患。設(shè)備硬件故障引起的缺陷也發(fā)生較多，設(shè)備程序問(wèn)題及二次相關(guān)回路缺陷在較低水平。

2.2 硬件故障導(dǎo)致缺陷

從表3可以看出設(shè)備硬件故障引起缺陷所占比重最大，占到了全部缺陷比重的28.83%，部分硬件故障由設(shè)備老化導(dǎo)致，如：義烏、中洲、蘇陳、稠城、盧宅、浦江等變電站采用的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為山東積成電子生產(chǎn)，因設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備較陳舊，多次發(fā)生缺陷，遙測(cè)板、遙控主板、主機(jī)電源都出現(xiàn)過(guò)損壞；保護(hù)發(fā)生跳閘后，監(jiān)控系統(tǒng)遺漏信號(hào)或只收到SOE（事件記錄）信號(hào)；原遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)廠家已不再生產(chǎn)，廠家也沒(méi)有相關(guān)的備品及備件，如果發(fā)生遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)主板損壞，已很難恢復(fù)。

其他原因中UPS（不間斷電源）裝置缺陷導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的故障較多。由于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備越來(lái)越多，UPS裝置負(fù)荷升高，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行后很容易老化導(dǎo)致設(shè)備故障，而且造成的缺陷往往是緊急缺陷，影響設(shè)備安全運(yùn)行。建議結(jié)合自動(dòng)化狀態(tài)檢修，對(duì)超過(guò)一定年限的UPS設(shè)備進(jìn)行定期更換，避免缺陷的發(fā)生。

設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致缺陷也較多，如近年來(lái)新投產(chǎn)的數(shù)個(gè)變電站，采用許繼電氣的設(shè)備質(zhì)量較差，新投產(chǎn)即缺陷發(fā)生率較高。如仙橋變電站投產(chǎn)的北京四方設(shè)備，間隔層測(cè)控裝置采用雙光纖以太網(wǎng)通信，光纖通信設(shè)備可靠性較差，從投運(yùn)開(kāi)始就出現(xiàn)通信中斷現(xiàn)象。近年來(lái)由于設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，缺陷越來(lái)越多，從單網(wǎng)通信中斷，發(fā)展到后來(lái)雙網(wǎng)均中斷，影響監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上送。因此，基建驗(yàn)收時(shí)一定要嚴(yán)把入網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量關(guān)，尤其是交換機(jī)之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一定要選用可靠產(chǎn)品。

2.3 設(shè)備程序問(wèn)題引起

設(shè)備程序問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行異常，徹底解決需廠家升級(jí)程序，這類(lèi)缺陷需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行反饋才能找到問(wèn)題，還需要等廠家修改更新程序，缺陷處理時(shí)間較長(zhǎng)。

典型程序問(wèn)題引起的缺陷，如2009年7月投產(chǎn)的500 kV芝堰數(shù)字化變電站一體化平臺(tái)發(fā)生缺陷2次，信息一體化平臺(tái)數(shù)據(jù)不刷新，遙測(cè)遙信不刷新，雙屏顯示問(wèn)題。深圳南瑞的產(chǎn)品誤發(fā)信號(hào)無(wú)法復(fù)歸也是由于廠家程序存在缺陷，此缺陷可以通過(guò)重啟總控單元消除，但是徹底解決需待廠家升級(jí)程序。

由于檢修人員認(rèn)真仔細(xì)核對(duì)參數(shù)表，嚴(yán)格仔細(xì)核對(duì)信號(hào)，并做好參數(shù)備份及管理工作；同時(shí)加強(qiáng)投產(chǎn)變電站的基建驗(yàn)收，從源頭上進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量把關(guān)，設(shè)備程序問(wèn)題引起的缺陷總體上保持較低的水平。

2.4 二次相關(guān)回路

二次相關(guān)回路缺陷多為輔助接點(diǎn)引起，繼電器故障引起的遙信位置不對(duì)應(yīng)，更換繼電器后恢復(fù)正常；也有直流屏內(nèi)端子排老化導(dǎo)致失電，引起后臺(tái)通信中斷的故障發(fā)生。

近期年檢消缺中發(fā)現(xiàn)很多信號(hào)漏發(fā)、誤發(fā)缺陷是由于open3000通道切割時(shí)的遺留問(wèn)題，當(dāng)時(shí)open3000通道切割只核對(duì)了遙信信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)，并未對(duì)每個(gè)信號(hào)進(jìn)行變位核對(duì)，導(dǎo)致還存在小部分信號(hào)未關(guān)聯(lián)或者關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤。這一問(wèn)題目前只有結(jié)合年檢過(guò)程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)才能消除，建議今后在進(jìn)行大規(guī)模自動(dòng)化通道切割或更換時(shí)，制定更合理的施工方案和試驗(yàn)方法，盡量避免錯(cuò)誤的發(fā)生。

3 變電站監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行建議

3.1 加速對(duì)超齡變電站的改造升級(jí)

部分所轄變電站的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行年限已到，甚至超過(guò)年限仍在使用，設(shè)備老化嚴(yán)重，有的設(shè)備廠家甚至已經(jīng)停產(chǎn)，大大降低了設(shè)備的可靠性，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)潛在的威脅[3]。應(yīng)盡快對(duì)超齡變電站進(jìn)行升級(jí)改造，特別是對(duì)廠家已經(jīng)停產(chǎn)、備品稀缺的設(shè)備加速更換升級(jí)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)超過(guò)年限設(shè)備的巡檢工作。

3.2 加強(qiáng)入網(wǎng)設(shè)備管理

變電站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件故障或由硬件性能引起的缺陷占比最高，因此降低系統(tǒng)缺陷發(fā)生率首先要從設(shè)備入手，要嚴(yán)把設(shè)備入網(wǎng)關(guān)。一方面要嚴(yán)格控制質(zhì)量不良的設(shè)備入網(wǎng)，另一方面對(duì)缺陷發(fā)生概率大的設(shè)備，要認(rèn)真檢查處理，查找原因，并及時(shí)向主管部門(mén)反應(yīng)。同時(shí)重視設(shè)備出廠驗(yàn)收，設(shè)備出廠驗(yàn)收不能僅停留在單個(gè)裝置上面，也應(yīng)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、輔助設(shè)備的質(zhì)量。

3.3 加強(qiáng)對(duì)廠家維護(hù)工作的管理

參數(shù)設(shè)置及程序問(wèn)題引起的缺陷與檢修人員和廠家維護(hù)人員的工作配合程度密切相關(guān)。廠家維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)，檢修人員要認(rèn)真做好記錄工作，仔細(xì)核對(duì)參數(shù)表和信號(hào)，并做好參數(shù)備份及管理工作。

3.4 提高檢修效率

在變電站監(jiān)控系統(tǒng)投產(chǎn)調(diào)試試運(yùn)行中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的任何疑點(diǎn)都應(yīng)進(jìn)行分析處理，做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試記錄和運(yùn)行記錄，并在設(shè)備驗(yàn)收時(shí)提交驗(yàn)收組。在系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境的巡視，包括溫度、濕度等，保證設(shè)備運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中，這也可以減少由于環(huán)境影響造成的缺陷[4]。在做好消缺工作的同時(shí)希望管理部門(mén)能?chē)?yán)把缺陷填報(bào)及驗(yàn)收環(huán)節(jié)，盡量減少由于誤報(bào)缺陷、重復(fù)填報(bào)及缺陷評(píng)級(jí)混亂導(dǎo)致的盲目消缺工作量的增加。

[1]朱松林.變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[2]周滔滔，周立圍，吳雪峰，等.金華電網(wǎng)繼電保護(hù)缺陷統(tǒng)計(jì)及建議[J].浙江電力，2012，31（6）∶19-21.

[3]吳雪峰，邱海，呂贏想.繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修探討[J].浙江電力，2011，30（5）∶51-54.

[4]周立紅.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

（本文編輯：楊勇）

Defect Statistics of Monitoring System for Substation of Jinhua Power Grid and the Suggestions

QIU Ziping，PAN Minhang，WU Xuefeng，ZHOU Guoqing，WANG Qiang
（Jinhua Power Supply Bureau，Jinhua Zhejiang 321017，China）

As the monitoring and control platform of power grid，substation monitoring system plays a fundamental technical support role in safe and stable operation of power grid.This paper makes a census of device defects of substation monitoring system happened in Jinhua power grid between year 2012 and 2013，and it analyzes defect causes from aspects of hardware failures，problems of program and the relevant secondary circuits；furthermore，it proposes corresponding suggestions for future maintenance of the station monitoring system.

substation；monitoring system；defect；statist

TP274

：B

：1007-1881（2014）05-0037-03

2014-01-09

邱子平（1984-），男，浙江開(kāi)化人，工程師，從事變電檢修管理工作。