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摘　要：从运行维护的角度，对东莞地区变电站所使用的变电站综合自动化系统与常规远方终端单元（RTU）的结构、特点、运行情况进行比较分析，指出各自的优缺点，并对存在的问题提出了一些改进措施。
关键词：变电站综合自动化；远方终端单元；运行分析

　　目前，东莞地区已投入运行的变电站有80多座，其中，无人值班变电站29座。这些变电站都采用了自动化系统（设备），就变电站远动而言，综合自动化系统与常规远方终端单元（RTU）的使用数量大约各占一半。多年的运行表明，各类设备基本上可以满足运行要求，但也存在一些可靠性问题。本文通过对东莞地区已投运的这两类系统（设备）的运行情况和存在的缺陷分析，提出了一些提高变电站自动化系统（设备）可靠性的方法。


1　变电站综合自动化系统运行分析
1．1　变电站综合自动化系统的结构及特点
　　东莞地区所使用的变电站综合自动化系统，具有结构简单、设计施工方便的优点，完全可以满足无人值班变电站的要求。该系统的典型内部结构如图1所示。

　　系统以全微机化的新型二次设备取代了常规的电磁设备，省略了常规的变送器、模拟屏、控制屏等设备，做到了资源共享。系统采用分层分布式原则，使用大量的80C188，80C196等工业CPU，充分发挥每个CPU的运算处理能力，使系统具有较高的运行速度和可靠性。模拟量测量采用了高精度交流变换器，32点采样，运行稳定可靠，精度较高；系统采用压频转换光电隔离技术实现了高精度的直流采样，测量误差小于0．2％。遥信输入采提高了系统的抗干扰性能。遥控输出也采用全光电隔离，继电器线圈电源由专门的启动回路控制，保证了正确出口。
1．2　实际运行中存在的问题
　　在实际运行维护中，该变电站综合自动化系统仍存在一定的问题：
　　a）从图1可见，该系统结构比较复杂，元件较多。主控主板通过RS－485接口与从控主板通信，从控主板通过RS－422接口与交流采样板、开关量板等元件通信。
　　该系统属于并－串联方式的混合结构系统，从系统可靠性的角度看，该系统似乎比简单的并联结构的系统要高。但是，混合结构的系统要提高可靠性，必须对各子系统（元件）的可靠度提出一定的要求。
　　现在研究元件故障对系统可靠性的影响。设有1个具有N个元件的系统，经运行时间t后，有F（t）个元件失效，其余S（t）个元件仍保持完好，则分别定义元件的可靠度R（t）和不可靠度Q（t）为

　　R（t）和Q（t）都是时间t的函数。定义元件的失效率Z（t）为

失效率Z（t）表示单位时间内失效的元件数与非失效的元件数之比。
令Z（t）＝λ，可推导出

　　式（1）表明系统的可靠度与元件失效率λ成指数关系。如果系统中包含有N个元件，而每个元件的失效率为λk，则λ为

　　从式（2）可见，系统的结构复杂，元件较多，必然会使总失效率增加；从式（1）可见，如果子系统（元件）的可靠度极低，则无论采用什么结构和系统，它们的可靠性都无法提高，甚至还要降低。
　　实际应用中，各通信口使用MAX1483等芯片进行电气连接，未采用有效的抑制外部噪声的传输方式，对电磁干扰与兼容存在薄弱环节。设备运行中，这些通信口正是系统元件的薄弱之处，造成元件（模块）失效而影响整个系统的运行。
　　东莞市某变电站曾经出现过1次全部从控主板损坏，造成监控系统全部瘫痪的现象。后经检查发现，该从控主板的通信芯片全部损坏，整批更换后恢复正常。可见，该系统的数据传输的电磁兼容性问题非常严重，亟待解决。
　　b）该系统缺乏标准、统一的运行程序与应用软件，给运行维护工作造成极大的障碍。在对设备的运行维护工作中，当需要对系统进行配置修改、对其运行状况进行检测的时候，由于该系统的应用软件是基于DOS开发的，人机界面不够简洁明了，所以要求运行维护人员具有较强的编程能力；使用过程繁琐，增加出错概率，对系统的故障诊断有一定的难度，造成维护、维修困难。
　　c）运行过程中容易出现继电保护与远动设备界面不清现象，对电网调度自动化设备的运行维护工作极为不利。
1．3　对策
　　a）由于变电站现场的电磁干扰非常严重，而且温度条件也相当复杂，因而对远动系统的可靠运行是一个严峻的考验。而远动系统多数由单片机、工控机和大量的数字、模拟电路组成，对运行环境要求比较苛刻。应该在各通信口中增加光电隔离与过电压嵌位电路，并尽量提高元件的集成度，减少外部接线，以提高产品的整体抗干扰能力。
　　b）由于一般的远动设备维护人员的技术水平有限，而且设备种类繁多，建议厂家开发面向用户的标准的设备维护人机界面，使运行维护人员使用起来方便快捷，事半功倍。
　　c）至于继电保护与远动设备界面不清现象，由于是涉及设备初期设计的问题，因而在实际运行中需制定相关运行规程，并联合继电保护专业技术人员进行设备维护。