变电站综合自动化原理及应用(第二版)——变电站自动化系统常见故障的诊断与处理

1、第第九九章章 变电站综合自动化系变电站综合自动化系统常见故障的诊断与处理统常见故障的诊断与处理9-1 9-1 故障诊断与处理的原则与方法故障诊断与处理的原则与方法 概述概述 变电站综合自动化系统是一个复杂的系统，任何一个系变电站综合自动化系统是一个复杂的系统，任何一个系统都可能发生故障。故障的诊断和处理一般意义上是指已调统都可能发生故障。故障的诊断和处理一般意义上是指已调试好的设备在运行过程中出现的故障，也取决于调试过程中试好的设备在运行过程中出现的故障，也取决于调试过程中是否出现纰漏，因为在调试期间出现各种问题的可能性更大。是否出现纰漏，因为在调试期间出现各种问题的可能性更大。这就需要对故障

2、点及其原因进行快速诊断，并及时采取合理这就需要对故障点及其原因进行快速诊断，并及时采取合理的处理措施，提高系统的可用性。同时，对常见故障的深入的处理措施，提高系统的可用性。同时，对常见故障的深入了解有助于我们采取针对性措施预防同类故障的再次发生。了解有助于我们采取针对性措施预防同类故障的再次发生。 变电站综合自动化系统常见故障按专业技术分类：变电站综合自动化系统常见故障按专业技术分类：监控监控系统系统和和保护系统保护系统。 一、故障的预防及其提高可靠性措施一、故障的预防及其提高可靠性措施1 1、工程设计阶段、工程设计阶段须特别重视的问题2 2、工程安装阶段、工程安装阶段需注意的问题3 3、调试

3、阶段、调试阶段1、工程设计阶段须特别重视的问题、工程设计阶段须特别重视的问题（1 1）设备选型，必须严格审核设备的型号和功能。）设备选型，必须严格审核设备的型号和功能。（2 2）设计人员对装置功能原理有充足的认识。）设计人员对装置功能原理有充足的认识。（3 3）设计人员要了解用户需求以及运营习惯。）设计人员要了解用户需求以及运营习惯。（4 4）设计交流回路时注意）设计交流回路时注意P P、Q Q测量三表法。测量三表法。（5 5）设计直流回路应注意开入量输入的电源回路空气开关的）设计直流回路应注意开入量输入的电源回路空气开关的配置，信号负公共端不能漏线。配置，信号负公共端不能漏线。（6 6）通信

4、回路通信电缆要明确屏蔽地。）通信回路通信电缆要明确屏蔽地。（7 7）可靠接地。）可靠接地。（8 8）注意导引线纵差保护中导引线的极性。）注意导引线纵差保护中导引线的极性。（1 1）设备安装接线要牢固，要高度重视不起眼）设备安装接线要牢固，要高度重视不起眼而又繁琐的接线及检查工作。而又繁琐的接线及检查工作。（2 2）安排查线，复核接线螺钉是否紧固。）安排查线，复核接线螺钉是否紧固。（3 3）每个端子孔最多接两根线，但尽量不要接）每个端子孔最多接两根线，但尽量不要接两两 根线。根线。（4 4）及时反馈设计中存在的问题。）及时反馈设计中存在的问题。2 2、工程安装阶段需注意的问题、工程安装阶段需注意

5、的问题（1 1）所有功能必须测试一遍。）所有功能必须测试一遍。（2 2）及时发现出现的问题，并查找原因去排除，以防麻痹大意，）及时发现出现的问题，并查找原因去排除，以防麻痹大意，留下隐患。留下隐患。（3 3）做好调试记录，未完成的调试部分不可遗漏。）做好调试记录，未完成的调试部分不可遗漏。3 3、调试阶段、调试阶段二、变电站综合自动化系统的故障处理原则二、变电站综合自动化系统的故障处理原则1、因变电站微机监控程序出错、死机等现象，一般采用重启。、因变电站微机监控程序出错、死机等现象，一般采用重启。2、设置互为备用的两台主监控。、设置互为备用的两台主监控。二、变电站综合自动化系统的故障处理原则二

6、、变电站综合自动化系统的故障处理原则3、当测控单元通信网络故障时，监控后台不能对其操作，、当测控单元通信网络故障时，监控后台不能对其操作，此时如有调度的操作命令，值班人员应到保护小间进行就此时如有调度的操作命令，值班人员应到保护小间进行就地手动操作，同时立即汇报调度通知专业人员进行检查处地手动操作，同时立即汇报调度通知专业人员进行检查处理。理。4、微机监控系统中发生设备故障不能恢复时应将该设备从、微机监控系统中发生设备故障不能恢复时应将该设备从监控网络中退出，并汇报调度部门。监控网络中退出，并汇报调度部门。三、故障的查找方法三、故障的查找方法 出于对电力系统稳定运行的要求以及无人值班出于对电力

7、系统稳定运行的要求以及无人值班站的运行要求，当综自系统发生故障时，必须迅速站的运行要求，当综自系统发生故障时，必须迅速排出故障，使系统尽快恢复运行。排出故障，使系统尽快恢复运行。要求要求：（：（1）首先，）首先，明确故障原因明确故障原因 （2）其次，消除故障）其次，消除故障故障的检查和判定归纳起来一般有以下几种方法故障的检查和判定归纳起来一般有以下几种方法: :1、测量法、测量法2、排除法、排除法3、电源检查法、电源检查法4、替换法、替换法5、跟踪法、跟踪法6、理论分析法、理论分析法7、综合法、综合法死机原因：死机原因： 一般可分为一般可分为软件原因软件原因和和硬件原因硬件原因。硬件平台：采用

8、微处理器如硬件平台：采用微处理器如CPU、DSP、单片机、工、单片机、工控机、商用机以及工作站，存储器、人机接口等等。控机、商用机以及工作站，存储器、人机接口等等。软件平台：嵌入式系统、软件平台：嵌入式系统、DOS系统、系统、Windows系统系统以及以及Linix系统以及相关应用软件、程序软件。系统以及相关应用软件、程序软件。9-2 9-2 微机装置死机问题的分析及对策微机装置死机问题的分析及对策（1 1）散热不良。散热不良。显示器、电源和显示器、电源和CPU在工作中发热量非常大，是散热故障在工作中发热量非常大，是散热故障发生的发生的“重灾区重灾区”。一、由硬件原因引起的死机一、由硬件原因引

9、起的死机（2 2）移动不当。）移动不当。移动过程中元器件松动从而导致接触不良。移动过程中元器件松动从而导致接触不良。（4 4）设备不匹配。）设备不匹配。如主板主频和如主板主频和CPUCPU主频不匹配等。主频不匹配等。（5 5）软硬件不兼容。）软硬件不兼容。（3 3）灰尘杀手。）灰尘杀手。过多的灰尘附着在过多的灰尘附着在CPUCPU、主板和风扇表面会引起散热不、主板和风扇表面会引起散热不良，电路板上的灰尘在潮湿环境下容易引起断路。良，电路板上的灰尘在潮湿环境下容易引起断路。（6 6）内存条故障。）内存条故障。主要是内存条松动、虚焊或内存芯片本身质量所致。主要是内存条松动、虚焊或内存芯片本身质量所

10、致。（7 7）硬盘故障。）硬盘故障。主要是硬盘老化或由于使用不当造成坏道、坏扇区。主要是硬盘老化或由于使用不当造成坏道、坏扇区。（8 8）CPUCPU超频。超频。（9 9）硬件资源冲突。）硬件资源冲突。（1010）内存容量不够。）内存容量不够。（1111）劣质零部件。）劣质零部件。二、由软件原因引起的死机二、由软件原因引起的死机三、解决死机问题的对策三、解决死机问题的对策9-3 监控系统常见故障的诊断与处理监控系统常见故障的诊断与处理监控系统的主要任务包括：监控系统的主要任务包括：开关量信号采集开关量信号采集脉冲量信号采集脉冲量信号采集模拟量采集模拟量采集 控制命令的发出控制命令的发出 调节命

11、令的发出调节命令的发出 信号或命令的远方远传信号或命令的远方远传一、监控系统的故障检查项目一、监控系统的故障检查项目（1）采集单元的故障检查）采集单元的故障检查（2）变电站微机监控网络通信中断检查）变电站微机监控网络通信中断检查（3）微机监控后台通信一览表对异常情况的检查）微机监控后台通信一览表对异常情况的检查（4）在监控机上不能对一次设备进行操作时的检查）在监控机上不能对一次设备进行操作时的检查（5）在监控机上投退保护软连接片不成功时的检查）在监控机上投退保护软连接片不成功时的检查二、处理变电站微机监控系统软故障的一般方法二、处理变电站微机监控系统软故障的一般方法监控系统应用功能出现软故障，

12、重启程序。监控系统应用功能出现软故障，重启程序。监控系统计算机完全死机，重启并重新执行监控应用监控系统计算机完全死机，重启并重新执行监控应用程序。程序。变电站监控网络在传输数据时由于数据阻塞造成通信变电站监控网络在传输数据时由于数据阻塞造成通信死机，必须重启传输数据的死机，必须重启传输数据的HUB接口接口。 由于变电站微机监控系统出错、死机以及其他异常情况产由于变电站微机监控系统出错、死机以及其他异常情况产生的软故障的一般处理方法就是生的软故障的一般处理方法就是“重新启动重新启动”。三、开关量信号问题三、开关量信号问题开关量信号采集与传送过程中的各个环节如图开关量信号采集与传送过程中的各个环节

13、如图9-1所示：所示：（1）开关量输入回路负公共端未接线、开关量输入回路未给电源或电源电压）开关量输入回路负公共端未接线、开关量输入回路未给电源或电源电压值不对，正负极接反或交直流弄错。一般开关量输入回路接线如图值不对，正负极接反或交直流弄错。一般开关量输入回路接线如图9-2所示。所示。 开关量信号的故障多表现为开关量信号的故障多表现为信号采集不到信号采集不到，信号位置相反信号位置相反或或信号时有时无信号时有时无，具体原因有：，具体原因有：（2）开关量输入滤波去抖时间设置过长。）开关量输入滤波去抖时间设置过长。（3）单双输入设置错误。）单双输入设置错误。（4）接线端子松动或一次设备辅助触点不对

14、。）接线端子松动或一次设备辅助触点不对。（5）通信前置机开关量信号转发表中信号位置排错或重复。）通信前置机开关量信号转发表中信号位置排错或重复。（6）后台开关量信号数据库位置错误或动态链接库出错。）后台开关量信号数据库位置错误或动态链接库出错。（7）开关量采集装置输入端光耦合击穿或输入锁存器）开关量采集装置输入端光耦合击穿或输入锁存器I/O口口线出错。线出错。（8）通信链路收到干扰导致若干位开关量信号在传递过程中）通信链路收到干扰导致若干位开关量信号在传递过程中误变位。误变位。（9）在厂站自动化中经常有一种称为虚遥信的开关量信号。）在厂站自动化中经常有一种称为虚遥信的开关量信号。四、脉冲量信号

15、四、脉冲量信号五、模拟量采集五、模拟量采集模拟量的采集和传送模拟量的采集和传送1） 模拟量主要包括：模拟量主要包括：电压、电流、有功、无功、视在功率电压、电流、有功、无功、视在功率以及功率因数以及功率因数等。采集方式有等。采集方式有直流采样直流采样和和交流采样交流采样。测控装置通信前置机（主单元）后台机（MMI）调度端 通信 通信 通信 硬接线 模拟量模拟量（直流采样）采集和传送模拟量（直流采样）采集和传送2）直流采样是通过直流采样是通过变送器变送器及及直流采样装置直流采样装置来实现的。来实现的。模拟量采集功能常见故障及原因主要有：模拟量采集功能常见故障及原因主要有：（1）后台无测量值。）后台

16、无测量值。主要原因：通信前置机测量值转发表设置错误，主要原因：通信前置机测量值转发表设置错误，后台测量值数据库位置错位或后台测量值系数设置过大。后台测量值数据库位置错位或后台测量值系数设置过大。（2）测量值精度低。）测量值精度低。主要取决于测量系数设置、主要取决于测量系数设置、ADAD芯片位数、芯片位数、TA/TVTA/TV测测量线性度。量线性度。（3）有功、无功测量值不合理。）有功、无功测量值不合理。主要取决于主要取决于TATA、TVTV相序不合理以及相序不合理以及测量方法和测量接线不正确。测量方法和测量接线不正确。（4）输入量为）输入量为0，测量结果不为，测量结果不为0。此类现象称为零漂，

17、是正常的。此类现象称为零漂，是正常的。（5）直流采样的测量值错误。）直流采样的测量值错误。极有可能是变送器故障。极有可能是变送器故障。（6）积分电能值不准确。）积分电能值不准确。可能由计量装置漏计引起。可能由计量装置漏计引起。六、控制命令输出的常见故障六、控制命令输出的常见故障测控装置通信前置机（主单元）后台机（MMI）调度端 通信 通信 通信 硬接线开关断路器设备操作回路 自动化系统中，断路器、隔离开关等设备的远方控制过程自动化系统中，断路器、隔离开关等设备的远方控制过程如下图所示：如下图所示：七、调节命令输出七、调节命令输出（1）位置升降命令无法执行。）位置升降命令无法执行。（2）主气门开

18、度的调节通常有调速电机控制，测控装置发）主气门开度的调节通常有调速电机控制，测控装置发给功率调节装置一组调节命令，调节装置根据信息加以编辑给功率调节装置一组调节命令，调节装置根据信息加以编辑处理后进入现场实际调速电机，容易出现对象错误、调节值处理后进入现场实际调速电机，容易出现对象错误、调节值错误。错误。（3）励磁系统升降压调节命令的处理与气门开度调节类似。）励磁系统升降压调节命令的处理与气门开度调节类似。 调节命令主要包括调节命令主要包括主变分接头位置、水库闸门的跳整主变分接头位置、水库闸门的跳整、汽轮机气门的开度汽轮机气门的开度以及以及励磁系统的升降压励磁系统的升降压等等。等等。常见问题：

19、常见问题：八、实际库遥信状态错误的可能原因八、实际库遥信状态错误的可能原因（1）检查遥信端子的输入状态是否正确。）检查遥信端子的输入状态是否正确。（2）检查遥信端子的跳线（如果有）状态是否正确。）检查遥信端子的跳线（如果有）状态是否正确。 （3）检查该遥信属性中的）检查该遥信属性中的“子站取反子站取反”功能是否正确。功能是否正确。 （4）检查遥信电缆（排线）是否正确。）检查遥信电缆（排线）是否正确。九、九、有有SOE单没有变位单没有变位遥信的可能原遥信的可能原因因（1）参数错误）参数错误（2）只收到）只收到SOE但没有收到变位遥信。但没有收到变位遥信。 （3）遥信为虚拟遥信，且原遥信状态没有复

20、归。）遥信为虚拟遥信，且原遥信状态没有复归。 （4）对方重复发）对方重复发SOE。 （5）发送）发送“变位遥信变位遥信” 的报文丢失。的报文丢失。9-4 9-4 间隔层装置常见故障及处理间隔层装置常见故障及处理一、继电保护及安全自动装置的故障诊断与处理一、继电保护及安全自动装置的故障诊断与处理 继电保护及安全自动装置是保证电力系统安全稳定及电力设备安全的重继电保护及安全自动装置是保证电力系统安全稳定及电力设备安全的重要手段，在电力系统中有极其重要的作用。要手段，在电力系统中有极其重要的作用。（1）TA极性接反导致过电流保护误动极性接反导致过电流保护误动常见的中低压保护部分经验及教训：常见的中低压保护部分经验及教训：（2 2