变电站测控装置常见故障分析

变电站测控装置常见故障分析

刘阳阳　　

广东电网有限责任公司东莞供电局

摘 要：测控装置综合考虑变电站对数据采集、处理的要求，以计算机技术实现数据采集、控制、信号等功能。保护测控装置目前在电力系统及厂站供配电等系统中被广泛应用。但运行中难免出现故障，如何快速准确查出微机保护测控装置在运行中出现的故障原因，为排除故障争取到到宝贵时间，成为广大从事继电保护工作者需要考虑的主要问题之一。本文就现场微机保护测控装置常见故障及故障原因和处理方法进行了论述。为运行维护测控装置提供较好的分析方法和预防措施，保证电网的安全稳定运行。

关键词：测控装置，故障分析，故障处理

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微机保护测控装置目前在电力系统及厂站供配电等系统中被广泛应用，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供了必要的保护措施、测量数据和控制方法。变电站运维人员维护二次设备工作中，测控装置的故障处理占了一定比例，例如接地刀闸遥信故障，这些缺陷一般是紧急及重大缺陷，为了更好的维护测控装置，对测控装置故障的现象及原因进行归纳和总结，便于施工、运行现场对保护测控装置出现的故障现象迅速查找到故障源头，提高运维效率；

一、保护测控装置硬件结构图

当前的电网调度自动化专业领域，按照广东电网地区的自动化设备故障数据的统计，测控装置的故障占总二次设备故障的45%，如何根据运行现场测控装置故障现象快速判断故障原因，以便采用合理措施解决测控装置故障，保证其正常运行，在实际生产生活愈发重要；

二、保护测控装置常见故障及原因

现场统计数据中，测控装置的故障原因按照设备类别分类主要的故障类别有电源板件故障、CPU板件故障、通讯板件故障、采样板件故障、开入开出板件故障、人机对话故障[1]。

1、电源板件故障

电源插件是直流逆变电源插件，为保护测控装置提供所需不同电压等级的工作电源。当出现液晶屏无显示，运行指示灯不亮的现象，首先考虑电源插件故障。若确定电源插件故障应及时利用备品插件对其进行更换或对电源插件进行维修。

电源插件故障的可能原因是电源插件输入电压异常，存在电压过压或者欠压的情况，电压的不稳定，导致电源插件功能受影响，无法正常工作；电源故障另一个原因是内部元器件老化或者故障；电子元件受运行年限、运行环境的影响，容易产生故障。

2、CPU插件故障

CPU插件主要用于数据采集、保护逻辑、控制功能的实现。CPU插件出现故障的常见现象：保护定值区自检出错，通道异常、装置出现死机，定值与整定值不符。出现上述情况一般考虑CPU插件故障，CPU插件故障外观不易发现，一般用备用插件更换CPU故障插件确认CPU插件故障。

CPU插件故障一般是以下原因导致：

1）装置长期运行，散热器差导致CPU散热不足，长期在较高温度下运行，缩短CPU的使用寿命；导致CPU插件故障；

2）柜内装置的接地不符合要求，CPU周围存在一定量的静电；

3）直流母线电压不稳，电压波动较大；

4）保护装置电路板设计不当，相关针脚存在信号串扰、直流电串电等设计缺陷，或电路板的硬件存在电磁干扰等设计问题，影响CPU的长期稳定运行。

3、通讯板件故障

通讯插件主要用于测控装置与站内站控层的通讯。常见现象是通讯板网口不亮，

通讯插件故障的一个比较常见的故障原因是通讯插件里面的网络插头损坏。网络插头指的就是通讯插件和外部来的通讯线的连接部位。不同的通讯线都会通过网络插头接入到通讯插件中。只要网络插头出现老化或者是损坏，就会影响测控装置与外部的通讯通道。还有就是网卡坏的情况，网卡直接影响通讯地址和通讯质量，网卡损坏自然直接影响通讯插件的功能。通讯插件的常见故障的处理方式，一般是更换通讯插件或者网卡。

4、采样板件故障

采样插件将系统电压互感器、电流互感器二次信号变换成保护装置需要的弱电信号，为CPU插件提供数据进行逻辑判断，其准确度直接影响微机保护测控装置的整体性能。采样插件为测控装置提供采集数据[2]。

采样板件故障的一般现象是外部电压电流正常但装置显示电压电流异常。出现这种情况一般考虑采样元件故障。当然还需要结合现场实际接线是否正确，接线端子是否牢固可靠等，若外部一切正常，则应考虑采样元件故障。采样元件就是指采样插件里面的小型电流互感器或者是小型电压互感器。长期运行小型电流互感器或者是小型电压互感器存在老化的可能性。有的则是小型电流互感器或者是小型电压互感器里面的工艺有问题。在小型电流互感器或者是小型电压互感器内部故障的情况下，采样值自然不会准确，严重情况会导致电压短路或者电流开路，造成恶劣的事故。 另外一个原因就是灰尘积累，当这种精细的元器件进入了灰尘之后，就很容易导致短路或者是元器件的损坏，影响采样的正确性了。一般通过更换采样插件来解决采样插件故障。

5、开入开出板件故障

开入开出插件主要包含开关量输入、信号触 点、出口跳闸触点、直流控制电源等强电回路，是微机测控装置主要的控制执行部分；保护拒动、误动，分、合闸指示灯不亮，指示灯亮但无法操作，分、合闸指示灯不亮且无法操作等。出现这种情况一般首先考虑开入开出插件故障，这种情况一般也要结合控制回路、断路器操作机构进行检查，排除控制回路故障、机构故障等原因而导致指示信号不正常、保护拒动。如排除了控制回路故障和机构故障原因等微机保护测控装置外原因，应对I/O插件进行外观、合跳闸回路、控制电源等进行检查，逐个排除故障原因，查出原因后考虑对I/O插件进行更换或维修。

开入插件故障的原因有电压过高，另外一个故障的可能性就是光隔损坏。因为采样插件的原理是要通过一个公共端输出正电，然后通过电缆去其他装置采集需要的信号量的接点， 再从其他装置的接点兜回来具体的开入接点，当装置的某个信号动作时，接点闭合，这个时候就能令正电通导到具体的开入接点， 测控装置就能采集到这个动作的信号了。公共端和开入接点都是通过光隔供电的，光隔是通过测控的电源转换而来，如果光隔出现问题，自然会影响信号量的采集。 还有一个常见的故障情况是开入插件和测控装置相连接的插针损坏，如果在插件的插拔过程中碰到这些插针，插拔过程用力不均匀，都会出现插针被人力弄弯曲甚至折断的情况，致使插针不能正常采集信号量，也是插件故障的其中一个原因。

6、人机对话故障

人机对话可通过显示屏对当地数据监视，方便现场作业人员进行观察并进行参数设置。人机对话为运维人员的操作和维护提供了极大便利。

人机对话部分故障的常见情况如黑屏、显示屏出现花纹、横线，面板云信号指示灯亮但液晶屏不显示，液晶屏显示正常但面板指示灯不亮或显示不正常，后台机各种数据显示正常但装置液晶屏显示数据不正常等现象。出现这种情况一般要考虑是人机对话部分故障，可以结合电源插件等进行故障排除，可先测量电源插件输入输出电压是否符合装置对电源的要求，然后对液晶显示屏、液晶显示屏排线等进行更换以便查出故障的具体位置。

7、测控装置厂家线松动

测控装置的内部厂家线松动的具体现象，刀闸、接地刀闸或开关硬接点遥信的异常变位，当遥信出现分位，合位的异常变位或者在两者之间频发切换，这个时候就要考虑是否接线出现松动。

三、结语

本文就电力系统中微机保护测控装置运行中常见的故障类型及故障原因进行了分析总结，结合从事电力系统继电保护试验维护工作经验，对微机保护测控装置在试验、运行中出现的各种故障的现象进行了分类、对故障原因进行了分析，结合实际情况提供一些故障排除的方法和建议，希望快速发现和解决保护测控装置故障。

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参考文献

[1]南方电网智能变电站二次系统通用设计规范.

[2]陈海波.变电设备检修.中国电力出版社，2008,2.

作者简介：

刘阳阳（1991年）女，河南周口人，工程师，从事继保自动化工作

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