邵雅寧+李中雷+宋釗+范金龍

【摘 要】我國智能變電站進入了快速發(fā)展階段，運行規(guī)范和作業(yè)流程都日益成熟。論文分析了智能變電站和常規(guī)變電站的區(qū)別，基于網(wǎng)絡結(jié)構和信息類型兩個方面分析了智能變電站系統(tǒng)化常見的故障類型和處理方式。

【Abstract】Intelligent substation in China has entered a stage of rapid development， operation specifications and operating processes are increasingly mature. This paper analyzes the difference between the intelligent substation and the conventional substation， and analyzes the common fault types and treatment methods of the intelligent substation system based on the aspects of network structure and information type.

【關鍵詞】智能變電站；自動化系統(tǒng)；網(wǎng)絡結(jié)構；故障分析

【Keywords】 intelligent substation； automation system； network structure； fault analysis

【中圖分類號】TM41 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0192-02

1 智能變電站自動化系統(tǒng)簡介

智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站[1]。

2 智能變電站與常規(guī)變電站的聯(lián)系

智能變電站由常規(guī)變電站發(fā)展而來，因此從功能上來看，它們有著相同的功能和作用。從結(jié)構上看，智能變電站有著與常規(guī)變電站相同的一次設備和保護配置，區(qū)別僅在于實現(xiàn)方式上的不同。從設備類型上看，許多智能組件與常規(guī)變電站有著對應的關系，智能終端可以想象成常規(guī)站中的繼電器操作箱，合并單元和光纜相當于常規(guī)站中的電纜。

3 基于網(wǎng)絡結(jié)構的故障分析

3.1 智能站網(wǎng)絡結(jié)構介紹

智能變電站分為三層：過程層、間隔層和站控層。過程層包括變壓器、斷路器、隔離開關、電流/電壓互感器等一次設備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置。間隔層設備一般指繼電保護裝置、系統(tǒng)測控裝置、監(jiān)測功能組主IED等二次設備，實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、傳感器和控制器通信。站控層包括自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等，實現(xiàn)面向全站設備的監(jiān)視、控制、告警及

信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關功能。

3.2 站控層網(wǎng)絡故障

站控層網(wǎng)絡故障分為物理連接故障、配置故障和站控層交換機故障。

①物理連接故障。站控層某裝置物理連接故障，檢查該裝置的網(wǎng)絡配置，以及該裝置對站控層交換機的網(wǎng)絡連接。對此測控裝置至站控層交換機的網(wǎng)絡連接檢查包括三步，首先檢查測控裝置上網(wǎng)口連接狀況，保證網(wǎng)口正常連接；其次檢查站控層交換機網(wǎng)線連接狀況，保證網(wǎng)口正常連接；最后用網(wǎng)線測試儀測試網(wǎng)線通斷情況，并進行故障處理。②配置故障。站控層某裝置配置故障導致的通訊中斷。首先檢查站控層的MMS報告使能，是否使能不成功，然后檢查測控裝置連接的客戶端的數(shù)目，是否所連客戶端連接數(shù)已到超出其允許的最大連接數(shù)，下一步檢查，是否有客戶端使用相同的MMS報告控制塊實例號，也會導致站控層通訊異常。③站控層交換機故障。如果物理連接和裝置配置都未查出故障，檢查站控層交換機的配置，是否插入端口未使能，或者VLAN劃分錯誤，修改交換機配置即可。

3.3 過程層網(wǎng)絡故障

過程層網(wǎng)絡故障分為物理連接故障、裝置配置故障和過程層交換機故障。

①物理連接故障。裝置和交換機側(cè)光口插接錯誤，收發(fā)接反，或者未插入指定的端口導致不通。②配置故障。SCD中配置異常。MAC地址和APPID重復或者不對應、GOOSE/SV發(fā)送數(shù)據(jù)集不一致或者測控和智能終端設置的端口與光纖的位置不相符。③過程層交換機故障。與站控層交換機類似，檢查過程層交換機是否插入端口未使能，或者VLAN劃分錯誤，修改交換機配置即可。

4 基于信息類型的故障分析

4.1 四遙信息

變電站的信息可以簡稱為“四遙”，四遙指的是：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。其中，遙測和遙信是上行信息，即廠站對主站發(fā)出的信息，遙控和遙調(diào)是下行信息，即主站對廠站發(fā)出的信息。

4.2 遙測量故障

遙測類的故障主要分為三類故障，監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)設置、裝置側(cè)設置及SCD文件設置故障

4.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)設置故障

①數(shù)據(jù)庫遙測處理取消（或者遙測不掃描）；②數(shù)據(jù)庫設置了不合理的值和系數(shù)（死區(qū)值、殘差值和基值）；③設置了人工置數(shù)，導致了遙測值不發(fā)生變化。

4.2.2 裝置側(cè)設置故障

①電流、電壓線A、B、C三相相序錯誤；②測控裝置極性、變比不正確；③合并單元極性、變比不正確。

4.2.3 SCD文件設置異常

①SCD虛端子聯(lián)接缺失；②SCD虛端子聯(lián)接錯誤；③在SCD中設置了不恰當?shù)乃绤^(qū)和限值endprint

4.3 遙信類故障

遙信類的故障主要分為三類故障，監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)設置、裝置側(cè)設置及SCD文件設置故障。

4.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)設置故障

①監(jiān)控系統(tǒng)遙信值人工置數(shù)；②監(jiān)控系統(tǒng)遙信值取反；③畫面關聯(lián)遙信錯誤，或者定義錯誤；④監(jiān)控系統(tǒng)該間隔被檢修掛牌。

4.3.2 裝置側(cè)設置故障

①隔離開關本體故障，位置接點輸出故障或接反；②隔離開關與智能終端間的位置回路故障或接反；③測控裝置遠方/就地把手打在就地位置；④遙信接點開入開出錯誤；⑤遙信防抖時間設置不合理，導致遙信無法正常上送。

4.3.3 SCD文件設置異常

①SCD虛端子聯(lián)接缺失；②SCD虛端子聯(lián)接錯誤。

4.4 遙控類故障

遙控類的故障主要分為三類故障，監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)設置、裝置側(cè)設置及SCD文件設置故障。

4.4.1 監(jiān)控系統(tǒng)設置故障

①監(jiān)控系統(tǒng)遙控屬性定義不正確；②監(jiān)控系統(tǒng)遙控關聯(lián)錯誤。

4.4.2 裝置側(cè)設置故障

①測控裝置的遠方/就地把手切至就地位置，導致遠方遙控執(zhí)行不成功。②測控裝置CPU、開出功能、通信光口等存在異常，導致未發(fā)出正確的控制報文。③智能終端故障，導致操作無法開出。④智能終端與斷路器機構之間的回路問題，如遙控出口壓板未投入、操作電源消失，導致執(zhí)行不成功。⑤斷路器機構問題，如控制切至就地位置、機構閉鎖或機構故障。

4.4.3 SCD文件設置異常

①SCD虛端子聯(lián)接缺失；②SCD虛端子聯(lián)接錯誤，導致實際控制的斷路器/隔離開關與預期不符。

4.5 遙調(diào)類故障

遙調(diào)類的故障主要分為兩類故障，監(jiān)控系統(tǒng)側(cè)設置和裝置側(cè)設置故障[3]。

4.5.1 監(jiān)控系統(tǒng)設置故障

①監(jiān)控系統(tǒng)遙調(diào)屬性定義不正確。②監(jiān)控系統(tǒng)遙調(diào)關聯(lián)錯誤

4.5.2 裝置側(cè)設置故障

①測控裝置的遠方/就地把手切至就地位置。②測控裝置配置錯誤或設備異常，導致未發(fā)出正確的控制報文。③測控裝置與智能終端之間的虛端子連線錯誤，導致實際動作的不是該變壓器。④智能終端配置錯誤或設備異常。⑤智能終端與調(diào)檔機構之間的回路問題，如出口壓板未投入、調(diào)檔電源消失。⑥變壓器調(diào)檔機構問題，如遠方就地把手置就地位置、調(diào)檔機構閉鎖或機構故障。

5 結(jié)語

基于IEC61850標準的智能變電站綜合自動化系統(tǒng)具有非常強大的實時監(jiān)控能力和優(yōu)越的外拓展兼容性，大大提高了變電站綜合自動化水平，它在變電站中的推廣和應用為智能電網(wǎng)遠程自動化調(diào)度系統(tǒng)的建設奠定了重要技術基礎。我們有理由相信，自動化系統(tǒng)在智能變電站中會得到更廣闊的發(fā)展。

【參考文獻】

【1】Q/GDW 383-2009智能變電站技術導則[S].

【2】林宇鋒， 鐘金， 吳復立. 智能電網(wǎng)技術體系探討[J]. 電網(wǎng)技術， 2009， 33（12）： 8-14.

【3】何磊， 郝曉光. 數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡的性能測試技術[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制， 2010， 38（10）： 75-78.endprint