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【摘要】本文应用具体案例就如何排除变电站的远传、遥测、电能量采集、GPS时钟等几类常见的自动化设备故障进行了分析和探讨。
【关键词】电力系统 ；自动化； 厂站端；远传 ；遥测 ；电能量采集 ；GPS ；故障； 排除
[ Abstract ] in this paper the application of specific cases to exclude substation, telemetry, remote electric energy acquisition, GPS clock and several kind of common faults are analyzed and discussed.
[ Key words ] power system; automation; substation; remote; telemetry; electric energy acquisition; GPS; fault; exclusion
中图分类号：TM734文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
0 引言
电力系统厂站端自动化是联系继电保护、通信、调度主站、变电运行、变电一次检修、装表接电等专业的重要枢纽，是保障电力系统安全稳定运行的关键因素。如何快速有效地排除设备缺陷，是每个电力系统厂站端自动化工作者必须面临的问题。下面以几个具体实例来说明如何解决变电站常见的远传、遥测、电能量采集、GPS时钟等几类自动化常见故障。
1 案例1
某110kV变电站改造工程调试过程中，在总控单元下装了新的远传表后，在测控装置屏逐一点通硬接点遥信与调度主站核对正确。之后根据现场需要，又在调度信息转发表中增加了两个新遥信点，下装总控并通知调度主站增加点号。核对新信号时发现调度主站无法收到新遥信点的变位，而后台可以正常反映新增点号的变位。该站总控单元采用的是国电南自的PSX600，用总控编辑与监视软件PsxView_V3查看四遥数据中的遥信信息，对应点号变位正确，主站端并未封锁该点或取反，直接从主站前置机仍然看不到变位。再试点之前核对过的新增点号，主站也不再能监视到变位，而未经改写的遥信点均能正常反映。新点的变位在厂站端总控监视软件可以正确反映而在主站端时通时断，首先考虑通道可能存在问题；而原有点一直工作正常，新增点也并不是集中在远传表末端，说明通道质量问题的可能性很极小。这一现象与通道切换情况较为相符：在新远传表下装过的通道值班时，新增点变位可以在调度正确反映；在未下装新远传表下装过的通道值班时，新增点变位无法上送调度。询问调度主站后得知该站不同于其他110kV站点，为双通道，模拟通道并未退出使用，第二次下装参数后正是101通道值班时间。将101通道对应的2#远传区也下装了最新远传表后，主站端可以正确反映新增点的变位。
2 案例2
调度主站端显示某220kV变电站35kV母线EMS系统中负荷不平衡，流入母线的有功功率为16MW，而流出的仅为13MW。参考电能量采集系统数据发现是337、338两条线路有功偏小，约为电能量采集系统显示数据的2/3。根据以下有功功率计算公式
p=uAiA+uBiB+uCiC
=uABiA+uBiA+uBiB+uCBiC+uBiC
= uABiA+ uCBiC+uB(iA+iB+iC)
可知引起功率读数偏小的原因可能为：缺某相电流/电压，或测控装置中功率计算方式应选“两表法”而误选了“三表法”，也不排除遥测系数录入错误。赴现场查看后台机发现这两条线路显示电流平衡、线电压为35kV，说明电流、电压遥测系数可靠，337、338的测控装置为南瑞继保的RCS9705,有功、无功系数应为×电压系数×电流系数，后台数据库中录入正确，根据有功、无功读数调度主站与后台一致，说明主站数据库系数正确。随后检查两台测控装置有无缺相，发现输入电流端子处仅有两相，说明此处有功功率的计算采用两表法，再查看RCS9705菜单发现在功率测量选项中选择了“三表法”，改选“二表法”后，调度主站与后台均显示负荷平衡。这一问题之前没有暴露可能和337、338两条线路负荷一直较小，不平衡现象不显著有关。
3 案例3
某110kV变电站扩建工程竣工验收过程中，主站电能量采集系统无法采集108、260电表数据。该变电站电量终端服务器采用ERTU-2000C型远方电能量数据终端,有3条485总线，每条最多可下挂32块电表。这两块电表所在的第2条总线其余18块电表通信正常，初步怀疑为这两块电表故障。用测试软件EMTEST在电表485端口和ERTU总线根部均能正确读取这两块电表数据，再从ERTU的以太网口和维护口读取这两块电表数据均失败。推断问题可能在ERTU内部。ERTU的工作原理是：先将电表地址、所在总线、电表规约存入ERTU，并为每块电表分配一个“表号”，ERTU每15分钟按地址从电表采集数据，将得到的数据按表号上传主站。全站共52块电表，108、260两表的表号为51、52，位于最末。试将两表的表号与原先在49，50的电表调换，则108、260两表可以顺利采集，而表号改为51、52的电表无法采集，证实为ERTU内部缺陷。将表号51、52改为53、54以及更大的数，位于该表号的电表仍然无法采集；将108、260两表改回表号51、52，而表号49、50空置，则108、260两表可以采集，而表号53、54上的电表无法采集。说明表号51、52不是ERTU的采集盲区，而是ERTU的数据处理能力只达到50块电表。该站不具备负荷曲线功能的老式电表多达32块，因此不能将ERTU更换为采集容量更大但不具备数据存储功能的其他型号电量终端服务器，否则一旦出现通信中断，将无法追补老式电表数据。本着经济高效的原则，暂不采集10条未投运的10kV备用出线中的两块电表，将108、260两表补入前方表号。以后全部线路投运时可以考虑增购一台带存储功能的电量终端服务器用于更换。
4 案例4
某500kV变电站值班员反映500kV GPS时钟频繁发出故障告警信号。现场检查发现“主钟”工作灯不亮，“备钟”工作灯间歇亮，两灯均不亮时，“故障”灯亮，同时向监控系统发故障告警信号。初步推断天线或500kV GPS时钟接收板故障。该站500kV、220kV各有一GPS时钟，二者的主钟接收天线互为对方的备钟接收天线。先对工作正常的220kV GPS时钟装置做如下实验：拆除时钟主钟天线的电缆，220kV GPS备钟工作正常；恢复主钟天线的电缆，拆除备钟天线的电缆，220kV GPS主钟工作正常。说明500kV GPS装置主钟、备钟天线均完好，应为接收板件故障。更换接收板后，上述故障消失，但该时钟装置频繁发生接近整分钟时归零的现象，即在某分59秒后时间跳变为2008年6月1日0时0分0秒。因故障时间极为规律，初步怀疑为CPU板内部程序问题。更换CPU板后，归零现象仍然存在，考虑存在以下可能：时钟在整分钟需进位时进程较多，因新板件耗电较多造成工作电压不够，进位进程不能启动，自动恢复到出厂设置。CPU正常工作电压应不低于5V，现场测得仅为4.7V，拆除几个备用对时模块后，将CPU工作电压升至5.1V，此时不再出现归零，说明确实因电压偏低引起故障。恢复备用对时模块，更换新电源板，使CPU工作电压稳定提高，观察一段时间后，500kV GPS时钟工作正常。这一连环故障的处理说明，虽然模块化的设计为故障查找带来了方便，但是排故不能“头痛医头，脚痛医脚”，分析故障仍然要有全局思想。
5 结语
电力系统自动化厂站端设备种类繁多，引发故障的环节较为复杂，同时又涉及多个厂家多种型号，对厂站自动化人员的專业知识和分析能力有较高的要求。厂站自动化人员在排除设备故障时，既要熟悉各种设备本身的特点,又要联系全局，注意全方位分析问题。
【关键词】电力系统 ；自动化； 厂站端；远传 ；遥测 ；电能量采集 ；GPS ；故障； 排除
[ Abstract ] in this paper the application of specific cases to exclude substation, telemetry, remote electric energy acquisition, GPS clock and several kind of common faults are analyzed and discussed.
[ Key words ] power system; automation; substation; remote; telemetry; electric energy acquisition; GPS; fault; exclusion
中图分类号：TM734文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
0 引言
电力系统厂站端自动化是联系继电保护、通信、调度主站、变电运行、变电一次检修、装表接电等专业的重要枢纽，是保障电力系统安全稳定运行的关键因素。如何快速有效地排除设备缺陷，是每个电力系统厂站端自动化工作者必须面临的问题。下面以几个具体实例来说明如何解决变电站常见的远传、遥测、电能量采集、GPS时钟等几类自动化常见故障。
1 案例1
某110kV变电站改造工程调试过程中，在总控单元下装了新的远传表后，在测控装置屏逐一点通硬接点遥信与调度主站核对正确。之后根据现场需要，又在调度信息转发表中增加了两个新遥信点，下装总控并通知调度主站增加点号。核对新信号时发现调度主站无法收到新遥信点的变位，而后台可以正常反映新增点号的变位。该站总控单元采用的是国电南自的PSX600，用总控编辑与监视软件PsxView_V3查看四遥数据中的遥信信息，对应点号变位正确，主站端并未封锁该点或取反，直接从主站前置机仍然看不到变位。再试点之前核对过的新增点号，主站也不再能监视到变位，而未经改写的遥信点均能正常反映。新点的变位在厂站端总控监视软件可以正确反映而在主站端时通时断，首先考虑通道可能存在问题；而原有点一直工作正常，新增点也并不是集中在远传表末端，说明通道质量问题的可能性很极小。这一现象与通道切换情况较为相符：在新远传表下装过的通道值班时，新增点变位可以在调度正确反映；在未下装新远传表下装过的通道值班时，新增点变位无法上送调度。询问调度主站后得知该站不同于其他110kV站点，为双通道，模拟通道并未退出使用，第二次下装参数后正是101通道值班时间。将101通道对应的2#远传区也下装了最新远传表后，主站端可以正确反映新增点的变位。
2 案例2
调度主站端显示某220kV变电站35kV母线EMS系统中负荷不平衡，流入母线的有功功率为16MW，而流出的仅为13MW。参考电能量采集系统数据发现是337、338两条线路有功偏小，约为电能量采集系统显示数据的2/3。根据以下有功功率计算公式
p=uAiA+uBiB+uCiC
=uABiA+uBiA+uBiB+uCBiC+uBiC
= uABiA+ uCBiC+uB(iA+iB+iC)
可知引起功率读数偏小的原因可能为：缺某相电流/电压，或测控装置中功率计算方式应选“两表法”而误选了“三表法”，也不排除遥测系数录入错误。赴现场查看后台机发现这两条线路显示电流平衡、线电压为35kV，说明电流、电压遥测系数可靠，337、338的测控装置为南瑞继保的RCS9705,有功、无功系数应为×电压系数×电流系数，后台数据库中录入正确，根据有功、无功读数调度主站与后台一致，说明主站数据库系数正确。随后检查两台测控装置有无缺相，发现输入电流端子处仅有两相，说明此处有功功率的计算采用两表法，再查看RCS9705菜单发现在功率测量选项中选择了“三表法”，改选“二表法”后，调度主站与后台均显示负荷平衡。这一问题之前没有暴露可能和337、338两条线路负荷一直较小，不平衡现象不显著有关。
3 案例3
某110kV变电站扩建工程竣工验收过程中，主站电能量采集系统无法采集108、260电表数据。该变电站电量终端服务器采用ERTU-2000C型远方电能量数据终端,有3条485总线，每条最多可下挂32块电表。这两块电表所在的第2条总线其余18块电表通信正常，初步怀疑为这两块电表故障。用测试软件EMTEST在电表485端口和ERTU总线根部均能正确读取这两块电表数据，再从ERTU的以太网口和维护口读取这两块电表数据均失败。推断问题可能在ERTU内部。ERTU的工作原理是：先将电表地址、所在总线、电表规约存入ERTU，并为每块电表分配一个“表号”，ERTU每15分钟按地址从电表采集数据，将得到的数据按表号上传主站。全站共52块电表，108、260两表的表号为51、52，位于最末。试将两表的表号与原先在49，50的电表调换，则108、260两表可以顺利采集，而表号改为51、52的电表无法采集，证实为ERTU内部缺陷。将表号51、52改为53、54以及更大的数，位于该表号的电表仍然无法采集；将108、260两表改回表号51、52，而表号49、50空置，则108、260两表可以采集，而表号53、54上的电表无法采集。说明表号51、52不是ERTU的采集盲区，而是ERTU的数据处理能力只达到50块电表。该站不具备负荷曲线功能的老式电表多达32块，因此不能将ERTU更换为采集容量更大但不具备数据存储功能的其他型号电量终端服务器，否则一旦出现通信中断，将无法追补老式电表数据。本着经济高效的原则，暂不采集10条未投运的10kV备用出线中的两块电表，将108、260两表补入前方表号。以后全部线路投运时可以考虑增购一台带存储功能的电量终端服务器用于更换。
4 案例4
某500kV变电站值班员反映500kV GPS时钟频繁发出故障告警信号。现场检查发现“主钟”工作灯不亮，“备钟”工作灯间歇亮，两灯均不亮时，“故障”灯亮，同时向监控系统发故障告警信号。初步推断天线或500kV GPS时钟接收板故障。该站500kV、220kV各有一GPS时钟，二者的主钟接收天线互为对方的备钟接收天线。先对工作正常的220kV GPS时钟装置做如下实验：拆除时钟主钟天线的电缆，220kV GPS备钟工作正常；恢复主钟天线的电缆，拆除备钟天线的电缆，220kV GPS主钟工作正常。说明500kV GPS装置主钟、备钟天线均完好，应为接收板件故障。更换接收板后，上述故障消失，但该时钟装置频繁发生接近整分钟时归零的现象，即在某分59秒后时间跳变为2008年6月1日0时0分0秒。因故障时间极为规律，初步怀疑为CPU板内部程序问题。更换CPU板后，归零现象仍然存在，考虑存在以下可能：时钟在整分钟需进位时进程较多，因新板件耗电较多造成工作电压不够，进位进程不能启动，自动恢复到出厂设置。CPU正常工作电压应不低于5V，现场测得仅为4.7V，拆除几个备用对时模块后，将CPU工作电压升至5.1V，此时不再出现归零，说明确实因电压偏低引起故障。恢复备用对时模块，更换新电源板，使CPU工作电压稳定提高，观察一段时间后，500kV GPS时钟工作正常。这一连环故障的处理说明，虽然模块化的设计为故障查找带来了方便，但是排故不能“头痛医头，脚痛医脚”，分析故障仍然要有全局思想。
5 结语
电力系统自动化厂站端设备种类繁多，引发故障的环节较为复杂，同时又涉及多个厂家多种型号，对厂站自动化人员的專业知识和分析能力有较高的要求。厂站自动化人员在排除设备故障时，既要熟悉各种设备本身的特点,又要联系全局，注意全方位分析问题。