摘要：变电站是保障电能正常运转不可缺少的重要组成部分。以自动化变电站的运行与维护方法为研究对象，分析了变电站运行期间处理各类故障的方法与展开维护的方法。并从数据备份与保护、检查智能终端、规范使用UPS、保护间隔层内部设备、更新通信系统、强化通道质量、远程运维要点这7个方面阐述了运维自动化变电站的要点，为相关人员开展运维工作提供参考性建议。

关键词：变电站 运行维护 故障处理 自动化系统

1变电站综合自动化系统运行故障与处理方法

1.1故障排除方法

1.1.1检查电源法

在自动化变电站经过适应期后，通常不会在运行阶段出现因设备破损造成的故障。若发生故障，则多数情况下是因为电源电压不稳。此时，应检查电源与电压，分析是否因线路板出现短路与断路而导致设备故障。除线路板外，若熔断器因温度过高而出现熔断现象，也会造成故障。该方法更适用于性能优越的设备。

1.1.2排除偏差法

自动化变电站的结构组成十分复杂，包括计算机系统、传输通道、直流子系统、远端终端、中央信号单元等。排查偏差法即遵循“非此即彼”原则，通过对各个结构之间的联系点进行分析，以实现缩小故障单元范围的目的。该方法能够在故障排查中快速排除正常单元，寻找到故障单元所在位置，加快排查效率，起到事半功倍的效果。值得注意的是，该方法对相关维修人员的经验熟练度有一定的依赖。

1.2故障处理方法

1.2.1通信网络故障

（1）导致通信中断的原因有通信接口松动、通信模块性能损坏等。可以采取以下方法解决该故障：检查连接管理机保护装置的接口与接线：若出现松动，则通过加固完成维修；若未出现松动，则尝试更换通信模块、调整接线，完成维修，更换模块后，应注意拧紧接口，以免二次返工，浪费时间。

（2）导致保护管理机故障的原因有机器损坏、系统因通信规约不同而导致供大于求，以及因数据运转率过大而造成运转困难，进而导致死机。对于此种故障，可以采取以下方法：查看管理机的信号灯，若信号灯不亮，则意味着管理机在处于正常工作状态时未进行工作，此时，检查管理机与交换机之间的连接线路，寻找二者之间出现故障的点位，完成维修；若信号灯正常亮起，则尝试更换设备、处理接线，完成维修后，做好重启工作。

（3）导致光电转换机故障的原因有监控装置中断、网络传输异常等。在维修前先判断转换机连接的位置，针对安全室的转换机排查传输设备接线，通过加固接线、更换设备等方法完成维修。针对站控层的转换机按照从上往下的顺序，优先排查站控层，寻找故障点。

1.2.2数据采集故障

当网络处于正常连接状态时，个别信号出现故障，其原因有压板投退信号故障与通信出口模块损坏。面对第一种情况，应首先检查压板的投退信号。若无信号，则故障源头为保护管理机，是保护装置出现了通信故障。维修方式为先重启，重启无效后，再进行排查。若有信号，则多数情况是因为压板软节点与通信系统不兼容。维修方式为重新设定软节点，完成修正。面对第二种情况，只需对通信模块进行更换或修复。

针对硬节点故障，需要先检测故障的硬节点数量。若为多个硬节点故障，则应根据实际情况检查管理插件与接线模板之间的兼容性。维修方法为更换模板与插件，通过稳固接线，使二者匹配。若仅有一个硬节点故障，则重点检查接触点的线路运转情况，更换接线。

1.3报警故障

误报警通常是因通信规约不兼容而导致系统对不需要警惕的信号产生了误判。造成该现象的原因是不同厂家生产的保护设备所使用的通信算法存在一定差异，并且信号的上报存在延迟，软报文在转入自动化系统后因保护信号量过多、过大而干扰了运行监视过程。维修方法为清空保护装置内部存储的既往事件。

2变电站综合自动化系统维护方法

2.1日常维护

日常维护工作包括对间隔层、站控层、网络层的巡查，对故障与缺陷的处理与记录以及根据设备所处的环境所采取的相关保护措施。间隔层是自动化系统的核心，关系着设备的正常运转。间隔层的日常巡查内容包括以下几个方面：

1. 检查各个测控装置是否正常运转、指示灯有无出现变色、是否与实际运行状态相吻合；

（2）检查时钟系统与实际时间是否一致，GPS对时是否存在误差；

（3）检查保护装置的整定值、投退情况、继电保护是否出现异常；

（4）检查测控装置的温度，排查有无插件过热，超出规定范围值；

（5）检查设备的转换开关、接线、地网、压板是否处于正确的位置，确保设备的抗干扰效果。

站控层与设备的控制、监视功能有直接关系，检查时，应重点分析有无异常信号、模拟量是否准确，电压电流是否正常，避免监控主机出现通信中断、死机黑屏等问题，影响事件记录。网络层是信息交互共享的纽带，是确保各个数据正常传递运输的桥梁，检查时，应重点分析网络交换机的工作情况、设备的散热效果、网线接口有无松动，以免影响遥控命令的时效性。

缺陷处理与记录主要是对巡查期间出现的问题进行汇总与记录，除此之外，还包括事故的应急处理。进行备份管理有助于分析设备的使用寿命，更好地将风险扼杀于萌芽。开展反事故演习，能够加强事故发生时员工的反应速度，从而有效保护员工的人身安全。

其他相关保护措施包括：处于风沙天气时适当加强防尘措施；梅雨季来临，空气中湿度较高，地面潮湿时，要做好干燥保护；对于北方寒冷冬季仍处于室外的设备，要做好防寒保暖；雷雨天气，要仔细检查防雷击设备的安装情况，确保电压稳定。

2.2远程维护

自动化程度越高的变电站，值班人员越少。随着科技的发展和提高，无人值守的智慧化管理必将成为未来的主流工作方式。远程维护作为自动值守的过渡，主要是让专业的变电站维修人员使用能够对系统进行远程控制的软件，完成在线诊断，这有助于降低专业人员的维护工作量。后台监控系统显示的各种数据参数是相关人员开展远程维护的前提条件。如果后台软件发现遥测系数出现异常，则系统会将维修信息发送给工作人员。维修人员使用远程监控软件，借助被控站与主控端之间的信息传输功能，突破时间与地域的限制，完成如参数更改、实时升级、同步更新、本地备份等作业，实现跨空间的信息交互与维修。

3变电站综合自动化系统运行维护要点

3.1做好数据备份与保护

在变电站自动化运行过程中，其产生的各种参数信息、监控数据、设置更改记录全部存储在相关存储设备上。通常采取定期覆盖的方式存储在本地、异地的计算机中。数据一旦丢失或崩溃，轻则造成个人的财务损失，重则出现客户流失、运营中断、商业纠纷等问题，影响企业的正常经营。对于正在运行的自动化系统，应做好数据库更改权限的管理工作，避免因人为误操作出现删减、误改，影响数据的完整性。对于维修后的设备，及时做好数据的备份与记录，相关人员应对各个数据进行分类，标好日期，以方便其他人员进行查阅。

3.2加强对智能终端的检查

智能终端作为变电站能自动化运转的关键，在维修时应重点检查该组件，以免出现保护拒动现象影响整个电力系统的正常运转。并且，在检查智能终端时，着重检查应用软件、操作系统、画面编辑、大数据库等位置，仔细对比期间是否出现文件移动、删除、增减等问题。终端中各个文件均具有特定的位置，随意更改会造成系统运行不稳定、死机、黑屏、启动失败等故障。

3.3规范使用UPS不间断电源

不间断电源提供整个变电站自动系统运转时所需的电力，是保护系统正常运转、避免因电压过高或过低出现硬件损坏的关键。在日常检修该电源时，应重点检查电源是否处于正常作业状态、电压输入是否正常。相关人员可以根据液晶显示控制屏上的各个数值分析其是否处于正常区间，完成有、无故障的判断。经验丰富的维修人员还可以通过倾听设备运行时的声音变化来判断其是否出现故障。匝间绕组接触不良时，噪声通常表现为“吱”，变压器偏磁噪声则类似“钹”。使用期间，应严格遵守使用说明，保护蓄电池外部的干净与整洁，并对电池组的接触点涂抹凡士林油以预防氧化。此外，每隔3个月进行一次模拟失电试验，确保漏电保护器的功能正常。

3.4保护间隔层内部设备

首先，相关人员应对变电站内部所有装置的地址号做好备份。从直流充电模块到测控装置，智能系统不管大小全部进行备份，以便后期核对时有迹可循。其次，不可随意更改监控主机的IP地址与测控装置的地址号。一旦更改地址号，就有很大可能导致通信故障。再次，适当囤积相同型号的元件，以免因设备损坏无法维修影响变电站的正常运行。囤积原则为不影响积压备件资金。最后，对所更换的新元件的地址号进行检查，确保新旧地址号、软压板投退、整定值等信息一致。

3.5对通信系统及时更新

我国的通信方式呈现多样性的特点，这是导致变电站自动化系统出现通信故障的主要原因。更加复杂与丰富的通信方式对系统的兼容性要求更高，相关人员在对通信系统进行运维时应先分析变电站内所使用的通信系统。对于早期自动化变电站，更换通信规约，以减轻CPU处理信息的负荷，降低系统崩溃概率。对于超期服役的老化设备、接头不良的网线，及时更新换代。对于因监控机网卡出现故障影响通信系统正常的情况，使用更加合理的硬件，以增强抗干扰与屏蔽效果。

3.6定期测试通道保证质量

自动化系统传输数据时使用的通道质量直接影响传输的效率与质量。通道通信的效果与多种因素有关，如数量、厂家、外部环境、调试安装方法。光纤通信是我国自动化变电站所采用的主流通信方式之一，其优点在于能够在确保各个组件正常通信的基础上加强设备连接的紧密度。缺点是仅依靠软压板难以完美保证设备的正常运转，可能出现安全隐患，并且价格昂贵。在构建通道时尽可能采取双通道配置方法，该方法有助于即便其中一个通道出现故障，也可以通过切换通道的方式继续保持变电站的正常运转。在物理层面，可以通过设置正向与反向隔离装置保护电路安全；在数据层面，可以采取数据加密、设置防火墙等方式增强数据经过通道时的安全性。

3.7远程运维的技术要点

对于无人值守的智能化变电站，相关人员可以重点检查网络硬件技术的运行，如覆盖整个变电站的无线网络等。为提高网络连接效果，可以根据变电站的规模大小，结合实际情况，灵活调整POE交换机与无线AP的数量。此外，还可以定期分析系统记录的设备运行日志中存在的安全隐患，完成有针对性的运维管理。

4安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统

4.1方案综述

Acrel-1000变电站综合自动化监控系统在逻辑功能上由站控层、间隔层二层设备组成，并用分层、开放式网络系统实现连接。站控层设备包括监控主机，提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层设备等功能，形成全站监控，并与远方监控、调度通信；间隔层由若干个二次子系统组成，在站控层及站控层网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

针对工程具体情况，设计方案具有高可靠性，易于扩充和友好的人机界面，性能价格比优越，监控系统由站控层和间隔层两部分组成，采用分层分布式网络结构，站控层网络采用TCP/IP协议的以太网。站控层网络采用单网双机热备配置。

4.2应用场所

适用于公共建筑、工业建筑、居住建筑等各行业35kV以下电压等级的用户端配、用电系统运行监视和控制管理。

4.3系统结构

4.4、系统功能

4.4.1 实时监测

Acrel-1000变电站综合自动化系统，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。

4.4.2 报警处理

监控系统具有事故报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限等。

1） 事故报警。事故状态方式时，事故报警立即发出音响报警（报警音量任意调节），操作员工作站的显示画面上用颜色改变并闪烁表示该设备变位，同时弹窗显示红色报警条文，报警分为实时报警和历史报警，历史报警条文具备选择查询并打印的功能。

事故报警通过手动，每次确认一次报警。报警一旦确认，声音、闪光即停止。

次事故报警发生阶段，允许下一个报警信号进入，即次报警不覆盖上一次的报警内容。报警处理具备在主计算机上予以定义或退出的功能。

2） 对每一测量值（包括计算量值），由用户序列设置四种规定的运行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分别定义作为预告报警和事故报警。

3） 开关事故跳闸到该次数或开关拉闸到该次数，推出报警信息，提示用户检修。

4）报警方式。

报警方式具有多种表现形式，包括弹窗、画面闪烁、声光报警器、语音、短信、电话等但不限于以上几种方式，用户根据自己的需要添加或修改报警信息。

4.4.3 调节与控制

操作员对需要控制的电气设备进行控制操作。监控系统具有操作监护功能，允许监护人员在操作员工作站上实施监护，避免误操作。

操作控制分为四级：

第控制，设备就地检修控制。具有优先级的控制权。当操作人员将就地设备的远方/就地切换开关放在就地位置时，将闭锁所有其他控制功能，只进行现场操作。

级控制，间隔层后备控制。其与第三级控制的切换在间隔层完成。

第三级控制，站控层控制。该级控制在操作员工作站上完成，具有远方/站控层的切换。

第四级控制，远方控制，优先级。

原则上间隔层控制和设备就地控制作为后备操作或检修操作手段。为防止误操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即选择、返校、执行，并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码，以确保操作的安全性和正确性。对任何操作方式，保证只有在上一次操作步骤完成后，才进行下一步操作。同一时间只允许一种控制方式。

纳入控制的设备有：35kV及以下断路器；35kV及以下隔离开关及带电动机构的接地开关；站用电380V断路器；主变压器分接头；继电保护装置的远方复归及远方投退连接片。

3）定时控制。操作员对需要控制的电气设备进行定时控制操作，设定启动和关闭时间，完成定时控制。

4） 监控系统的控制输出。控制输出的接点为无源接点，接点的容量对直流为110V（220V）、5A，对交流为220V、5A。

4.4.4 用户权限管理

系统设置了用户权限管理功能，通过用户权限管理能够防止未经授权的操作系统可以定义不同操作权限的权限组（如管理员、维护员、值班员组等），在每个权限组里添加用户名和密码，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

4.5系统硬件配置

5结语

自动化综合变电站易发生故障的区域有软件层面的通信网络与硬件层面的各种元件，原因为变电站自动化系统的结构复杂，电子设备又长期受电磁干扰，致使其脆弱易损，使用寿命下降。对设备进行定期检查与维护，排查运转期间存在的故障，有助于保证变电站的正常运转，为电能输送的稳定与顺利保驾护航。