SCADA系统运行中存在的问题与对策

SCADA系统运行中存在的问题与对策 赵岚(宜昌供电公司变电运行部，湖北宜昌，443000)摘要：对变电站SCADA自动化系统运行中存在的主要问题进行了统计、分析， 找出问题的根源，并结合变电站的实际情况，提出了一系列解决方案及改进建议， 以指导实现无人值班变电站的良好运行。关键词：SCADA系统；自动化设备；变电站；无人值班1引言变电站自动化系统在变电站的广泛应用，对变电站实现保护监控系统升级换 代、提高变电站自动化程度、实现调度自动化和建设无人值守变电站及减员增效 等方面发挥了积极重要的作用，是电网发展的趋势，值得大力推广。然而，笔者 在使用DF8002型SCADA系统实际运行中，发现了变电站自动化系统出现的一 些问题，且下列问题已经影响到变电站整体正常运行。2典型问题分析2.1遥信误发该套SCADA系统现在日常监控12个220kV变电站及21个110kV变电站， 经常发生信号误发现象。遥信误发原因较多，对其中某一变电站缺陷进行统计、 分析，发现遥信误发的原因大致分为以下几类：(1) 站端远动装置重启时误发遥信。由于变电站站内与远动装置通信的测控装置或保护装置较多，远动装置在重 新启动时往往与调度端的通信先恢复，而与现场各测控单元或保护装置通信滞 后，这样就导致与各测控装置通信恢复正常前的短时间内发往调度端的所有遥 测、遥信为0，现场本身处于“合”位的遥信就会在主站端产生由“合”到“分” 与由“分，到“合，的报警事项，该类误发遥信不带SOE。(2) 现场接线与站端远动装置的参数或站端远动装置与主站参数库定义不一 致。(3) 节点抖动。个别信号因辅助节点受潮锈死、老化及机械等原因出现频繁 误发信号。(4) 开关跳闸时发“控制回路断线”信号。查看事项顺序记录可以发现，“控制回路断线”信号报警在“开关跳闸”信 号之前2060 ms之间，在“开关跳闸”信号之后060 ms,该信号自行复位。 对“控制回路断线”信号采样电路进行分析，开关跳闸时，常开辅助节点断开， 而跳闸动作需要一定的时间，因此在开关未跳开之前常闭辅助节点没有闭合，这 样使合闸回路与跳闸回路同时断开，合闸位置继电器(HWJ)和跳闸位置继电器 (TWJ)瞬间均失电，导致发出了 “控制回路断线”信号。(5)装置误发。装置误发原因比较复杂，环境因素也是主要原因之一。夏季炎热时期，各变 电站遥信误发、漏发频繁，特别是通信中断故障频发，由于无人值班变电站主控 制室门窗全部关闭，室内温度高，且装置长时间不间断地运行，造成了设备运行 的不稳定。2.2遥信漏发(1) 测控、保护装置或智能设备故障。在实际运行中，很多变电站智能小电流选线装置运行都不稳定，系统发生小 电流接地时，不能正确发送线路接地信号。测控、保护装置故障情况也时有发生。(2) 开关、刀闸辅助接点接触不良。(3) 防抖时间设置过长。如事故跳闸没有保护动作信号，在现场短接遥信接线端子又能正常发保护动 作信号。后经分析、排查，原因是防抖时间出厂默认设置为200 ms，而现场保 护动作信号是通过继电器瞬动节点来发信(常规保护)，该节点闭合时间很短，一 般在40100 ms之间，被系统误认为是抖动现象，从而导致漏发了信号。2.3部分远动工作站程序易走死、硬件故障频繁(1) 部分综合自动化系统远动工作站采用WINDOWS平台，操作系统或程序 死机现象时有发生。一些综合自动化系统的远动数据是通过后台监控系统发送到 调度主站，当后台监控系统不能正常工作时，则远动数据和信息就不能发送，由 于后台监控系统一般是采用WINDOWS操作系统，而这种操作系统的稳定性能 不及DOS操作系统及单片机稳定可靠，另外后台监控系统经常有人操作，可能 一些错误的操作导致当地监控系统的死机或转发调度数据程序走死。(2) 大部分变电站综合自动化系统远动工作站采用工控机，由于现场运行环 境差，工控机本身运行寿命短等原因，该类型的远动装置一般在运行4年以后， 硬件故障率明显提高。2.4其他问题220kV某些线路当负荷电流达到特定临界值时(如600-700之间)，会频发 保护启动及复位信号，虽然这类现象不属于遥信误发，但由于负荷电流在临界值 上下波动，导致保护启动及复位信号频繁发出，干扰了监屏。另外，系统有时频 繁发出一些莫名其妙信号(装置故障之类)，也会严重干扰监屏。另外，某些站 所设备检修时，各类信号传至SCADA上，且信号量很大，也会严重干扰监屏。 3相应的对策和建议 3.1主要对策或改进措施(1) 要求部分厂家对远动装置程序进行了修改，当远动装置重启时往调度端 发送的报文在1 min之内只发同步字，待收到各测控装置的实时数据后，往调度 端发送的报文恢复正常。(2) 利用主站SCADA系统提供的一些功能来弥补分站端遥信采集的不足。 SCADA主站系统具备慢遥信功能，可在主站设置慢遥信的时间，即在定义的时 间范围里该对象状态发生的变化被认为是抖动。开关跳闸时发送“控制回路断线” 信号也可以通过该功能来屏蔽，而真正的“控制回路断线”报警信号又能正确反 映。(3) 加大变电站设备投产前对四遥量试验验收把关力度，现场必须对每个信 号进行实际变位试验。监控中心负责对每个信号验收把关，因此主站与分站、分 站远动设备与测控装置参数定义不匹配的现象可以及时发现，及时修改，确保在 送电前每个信号都正确无误。(4) 加大投入，提高产品质量。改善无人变电站综合自动化设备的运行环境， 对主控室已坏的空调进行修复，对有些保护测控装置直接安装在开关柜上的高压 室也安装了空调。综合自动化设备随着环境的改善，装置故障率与信号误发、漏 发现象也明显好转。(5) 把变电站开关、刀闸辅助节点改为真空辅助开关，其接点因密封在真空 管中，在多粉尘、潮湿及腐蚀性环境中也能保证良好的通断性。(6) 对RTU装置接保护信号对应的防抖时间全部修改为2030ms，保证保护 信号不再出现漏发。(7) 要求站所设备检修时，要将该设备的“置检修”压板投入，这样设备检 修试验时，各类信号不再传至SCADA。3.2建议(1)综合自动化系统远动装置的CPU建议采用稳定可靠、功耗低的高性能单 片机，操作系统应求功能简单、运行稳定、维护方便、且具有多任务处理能力， 最好不要使用WINDOWS操作系统。(2) 在SCADA系统上实现实时信号分站显示。当信号按照各个变电站分开显 示时，可以方便监控人员迅速直观地监视到各站的情况。当某站所设备因检修、 故障或天气等原因造成大量无用信号频繁发出，从而影响到其他站信号监视时， 分站显示可以有效地减少这种情况对监控所造成的影响；另外，特别是在某站所 有事故发生的情况下，分站显示信息更有利于迅速、正确地分析判断事故情况， 以提高事故处理的速度。(3) 新建综合自动化系统的远动工作站建议采用冗余配置，目前典型设计中 220 kV变电站综自系统远动工作站是按冗余配置，但110 kV变电站没有实现。 由于大多数变电站都已实现无人值班，对远动装置的运行可靠性及故障处理的及 时性要求非常高。而且，目前综合系统远动工作站大多采用嵌入式单片机或工控 机，造价低，远动工作站实现冗余配置增加的投资不大。(4) 大面积推广真空辅助开关在变电站一次设备上的使用，提高遥信的正确 性。(5) 生产厂家也应提高测控装置运行可靠性。综合自动化系统中远动工作站 (或通信管理机)是整个系统的核心，测控单元则是基础。目前有些厂家把测控单 元功能做得很全、功能强大，甚至采用7.6英寸的彩色液晶屏，大彩屏在外观上 确实是亮丽，但是功耗高、发热厉害，因此故障的几率也大。测量单元的功能应 力求实用，功耗低、元器件可靠、电磁兼容性能必须满足国家或IEEC相关标准。 4结束语近年来，通信技术和计算机技术的迅猛发展，给变电站综合自动化技术水平 的提高注入了新的活力，变电站综合自动化技术正在朝着网络化、综合智能化、 多媒体化的方向发展。鉴于变电站自动化系统当前还缺乏一个统一的国家标准， 这就需要与之相关的各岗位的电力工作者在实际操作过程中不断总结经验，找到 其规律性，不能因循守旧，而应根据具体情况，遵循科学、严谨的工作原则，用 发展的眼光来进行变电站自动化系统的建设，以保证电网安全、经济、优质地运 行。参考文献1侏少波.220 kV塘溪变电站现场运行规程S. 王本胜，陈文金.蒙阴供电公司综合自动化变电站报警信息分析及改进J.电力 系统自动化,2004, 28 (14), 9799.3 严浩军.变电站综合自动化系统运行维护问题初探J.电力系统自动化，1997,21 (2).4 杨卫东，戴志勇，黄键，等.RCS-9000变电站自动化系统的结构与运行J.电力系 统自动化,2002, 26 (20).作者简介：赵岚，女，宜昌供电公司变电运行部工程师