電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的故障及措施

趙紅展　師同圣　汪俊靜

摘 要 對于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)問題的處理故障要點就是要做好日常設(shè)備巡視，認(rèn)真記錄運行日志，熟悉設(shè)備各指示燈含義及故障時情況，以便出現(xiàn)故障后能迅速作出判斷；還要掌握運用必要的工具和經(jīng)驗進行檢查測試，運用排查故障常用方法：觀察法、信號測量法、更換備品備件法、分析排除法，進而做好故障解決后及時總結(jié)，分析故障原因，為以后更好地處理故障而積累經(jīng)驗。下文筆者結(jié)合多年從事電力系統(tǒng)調(diào)度及其自動化運行的相關(guān)經(jīng)驗，針對電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要性及其運行中常見的故障問題及解決措施作出簡單的介紹，總結(jié)了調(diào)度自動化的常見故障及處理方法。

關(guān)鍵詞 電力調(diào)度 自動化技術(shù) 故障處理

中圖分類號：TM734 文獻標(biāo)識碼：A

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用多種科學(xué)技術(shù)的實用性技術(shù)，對現(xiàn)代化電力系統(tǒng)起到重要的作用，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)主要包括以下幾點：第一，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠及時對電網(wǎng)中各元件、子系統(tǒng)或整個系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進行實時化和精確的采集、檢測。第二，根據(jù)系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟等指標(biāo)和電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，為調(diào)度工作人員進行調(diào)度和控制提供重要依據(jù)，對調(diào)度控制的決策具有科學(xué)意義。第三，這項技術(shù)能夠保證整個電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟地運行，并且進行綜合協(xié)調(diào)，同時也實現(xiàn)了供電的優(yōu)質(zhì)和高效。第四，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)有效的提高了系統(tǒng)調(diào)度工作效率，保證了機器設(shè)備的使用年限，減少了事故發(fā)生的概率，能夠使整個電力系統(tǒng)安全可靠的運行，對整個電力系統(tǒng)的崩潰和大面積停電等事故的發(fā)生得到了有效的避免和控制。

1主站故障

主站故障主要發(fā)生在前置機、服務(wù)器、軟件、硬件、通道板、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等。如果故障出現(xiàn)在應(yīng)用程序上，可重新安裝應(yīng)用程序，設(shè)置數(shù)據(jù)庫，連接數(shù)據(jù)源，恢復(fù)數(shù)據(jù)備份。

1.1前置機故障

前置機作為SCADA系統(tǒng)的組成部分，其任務(wù)是對全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)進行采集和預(yù)處理，監(jiān)視各分站通道的工作狀態(tài)；收集并加工各RTU送來的信息；對分站規(guī)約進行轉(zhuǎn)換；對信息進行識別、檢錯、糾錯處理；與后臺機通信以及向RTU傳送控制命令。前置機主要由電源模塊、監(jiān)控模塊、通信模塊組成。電源模塊是否正?？赏ㄟ^指示燈來判別；監(jiān)控單元發(fā)生故障不會影響數(shù)據(jù)交換；通信模塊正常與否可通過指示燈來顯示，如果運行燈間隔固定時間閃爍說明正常，故障燈在系統(tǒng)正常時不會亮，Rx和Tx燈正常時閃爍，接口的接發(fā)正常時閃爍，不亮則說明通信板有問題或未有信號收發(fā)，燈一直亮則可能收發(fā)的信號不正常。發(fā)現(xiàn)通道板出現(xiàn)故障，要及時更換同型號通道板（嚴(yán)禁帶電插拔），如無備件，可將通道板上備用芯片與故障芯片對調(diào)。如出現(xiàn)主備機切換故障，前置機主備機切換不了，應(yīng)檢查切換裝置的電源是否正常、該裝置與系統(tǒng)的連接是否有松動、人工及自動切換的轉(zhuǎn)換開關(guān)位置是否正確。為方便日常運行維護和對遠(yuǎn)動故障的正確及時處理，應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)動專用儀表的配置標(biāo)準(zhǔn)，配備相應(yīng)的調(diào)試儀器及必要的備品備件。

1.2網(wǎng)絡(luò)故障

網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，首先應(yīng)該考慮故障機器的網(wǎng)線插頭是否接觸良好，HUB是否死機，此外還要考慮故障機器網(wǎng)卡設(shè)置、IP地址是否沖突或該節(jié)點名是否在系統(tǒng)的域控制器中、網(wǎng)卡驅(qū)動損壞等因素。

1.3數(shù)據(jù)庫故障

第一，實時數(shù)據(jù)庫有錯誤，不能定義。應(yīng)檢查數(shù)據(jù)庫的遙測數(shù)據(jù)存盤描述是否有空的或做了重復(fù)記錄。第二，事件告警記錄中某廠站有頻繁的遙信變位出現(xiàn)。排除該廠站端輔助接點故障后，則可確定數(shù)據(jù)庫中的遙信表有重復(fù)填寫；若開關(guān)位置不對，則檢查數(shù)據(jù)庫中極性是否取反，或接線圖與數(shù)據(jù)庫是否一致。第三，遙信、遙測正常，遙控發(fā)不下去或返校時間超時，確定通道無故障，則檢查數(shù)據(jù)庫中該設(shè)備的信息號是否填寫或填寫正確，是否限制可控，是否單人操作；站端設(shè)備告警，調(diào)度端未告警，則檢查是否定義該信息或者信息號是否正確。以上僅是數(shù)據(jù)庫定義錯誤的一部分情況，上述情況產(chǎn)生原因也很多。

1.4電源故障

電源故障有UPS故障及交流失電后蓄電池超時供電UPS關(guān)機。如果UPS故障致使無交流輸出，調(diào)度自動化系統(tǒng)主服務(wù)器將自動關(guān)機，系統(tǒng)退出運行。此時首先關(guān)閉電源屏上的UPS輸出總開關(guān)以及各分路開關(guān)，然后關(guān)閉各服務(wù)器及工作站的電源開關(guān)，將主服務(wù)器、前置機的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到市電上，恢復(fù)系統(tǒng)運行。如果交流失電，由蓄電池組供電，自動化維護人員要迅速減少調(diào)度自動化系統(tǒng)（設(shè)備）負(fù)荷，停用部分冗余及相對不重要設(shè)備（遠(yuǎn)動維護工作站、隔離服務(wù)器、打印機、部分顯示器）以盡量延長系統(tǒng)運行時間，保證最小調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行。要密切監(jiān)視UPS放電情況，隨時注意其運行狀態(tài)的指示燈和報警信號等。當(dāng)蓄電池電壓降低至最低允許值之前，必須按照正常的系統(tǒng)操作步驟保存歷史數(shù)據(jù)、退出進程，以免發(fā)生非正常關(guān)機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象。

1.5病毒故障

如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不符合安全區(qū)的要求，接口眾多，系統(tǒng)防病毒形勢會非常嚴(yán)峻。有些單位采用代理服務(wù)器雙卡或三卡內(nèi)橋式分段網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)和公司MIS聯(lián)網(wǎng)，沒有實現(xiàn)物理級上的隔離，調(diào)度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)受到病毒及黑客的威脅。（下轉(zhuǎn)第187頁）（上接第169頁）網(wǎng)絡(luò)連接不能有效抵御病毒、黑客等的惡意破壞和攻擊。不同安全等級的系統(tǒng)互聯(lián)時未作有效隔離，也不符合網(wǎng)絡(luò)安全的要求。調(diào)度自動化系統(tǒng)不要輕易對外提供接口，也不要不經(jīng)殺毒就輕易拷入外來程序。必須采用軟、硬件結(jié)合的有效安全隔離措施、保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的同時，實施對非法信息的隔離。在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，為了保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全，又能向外傳輸必要的數(shù)據(jù)，必須在調(diào)度專用數(shù)據(jù)網(wǎng)與企業(yè)辦公自動化系統(tǒng)（OA/MIS）之間有效安全隔離，加裝物理隔離裝置，采用單向傳輸?shù)姆绞?。在系統(tǒng)和應(yīng)用層面，應(yīng)采用計算機防病毒技術(shù)、安全的操作系統(tǒng)（如服務(wù)器采用 UNIX 操作系統(tǒng)），應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵軟硬件要采用雙機冗余配置。

2通道故障

有些單位在連接變電站和調(diào)度端的通信通道上，仍在使用單通道或假雙通道（兩條通道使用同種介質(zhì)）的運行模式，造成系統(tǒng)通道環(huán)節(jié)薄弱，一旦出現(xiàn)通道故障，短時間內(nèi)很難恢復(fù)，使調(diào)度端無法監(jiān)控，造成調(diào)度員的監(jiān)控盲區(qū)。而光纖故障一般很少，多由于外力破壞造成斷裂。如某站信息不變化，遙測數(shù)據(jù)不更新，為一直線，該站產(chǎn)生的告警信息接收不到，而其他變電站信息正常。如果檢查該變電站RTU正常，可判斷是該站通道故障，考慮是否規(guī)約問題，用電話聽筒在通信設(shè)備遠(yuǎn)動出口端聽有無斷續(xù)的信號聲，沒有則是通信通道故障。遠(yuǎn)動通道應(yīng)采用雙通道結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)主輔通道自動切換及通道異常報警功能。

3分站設(shè)備（綜自或RTU）故障

綜合自動化是采用微機保護，它由監(jiān)控、通信、主變差動、主變后備、饋線等模板組成，一塊模板對應(yīng)一條線路，每塊模板同樣都有相應(yīng)指示燈指示是否正常，包括運行燈、故障燈、接收燈、發(fā)送燈等，通過觀察指示燈可初步判斷故障模板。對有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的變電站，如果調(diào)度機數(shù)據(jù)不正常而后臺機數(shù)據(jù)正常，多是通信模板故障，如果調(diào)度機數(shù)據(jù)和后臺機數(shù)據(jù)都不正常，則多是監(jiān)控模板故障。事故時，遙信的正確性是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一項重要指標(biāo)。引起事故遙信錯誤的原因是多方面的，包括觸點接觸不良、電磁干擾、交流電串入遙信回路、前置機處理出錯等?？梢圆扇‰p信制遙信、優(yōu)化接線工藝及通過跳閘控制回路的電位來判斷斷路器位置信號手段來解決遙信不準(zhǔn)確故障。如出現(xiàn)遙控?zé)o法執(zhí)行情況，故障原因為：該站下行通道斷、RTU遙控出口繼電器損壞、RTU遙控執(zhí)行板損壞或遙控執(zhí)行繼電器觸點接觸不良、RTU遙控輸出壓板沒投、主站或分站設(shè)備參數(shù)定義錯誤、分站設(shè)備轉(zhuǎn)換開關(guān)在“就地”位置、沒有在“遠(yuǎn)方”位置。光端機問題，可以通過各模塊的指示燈來判斷是否正常，模塊故障可用相同型號模塊替換。

4結(jié)語

國際上正在制定相應(yīng)的自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也開始進行相關(guān)課題的研究，對于調(diào)度自動化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全防護措施，首先應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制方面，采用光纖+SDH+IP的數(shù)據(jù)專網(wǎng)模式，在全系統(tǒng)實現(xiàn)電力調(diào)度專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與其它公用信息網(wǎng)絡(luò)、電力生產(chǎn)控制系統(tǒng)與辦公自動化系統(tǒng)等的安全隔離，同時在調(diào)度專用數(shù)據(jù)網(wǎng)及各相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)上采取必要的安全防護技術(shù)手段，建立嚴(yán)密的安全管理措施，以確保電力調(diào)度系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的安全。