Pannes courantes et traitements des systèmes d'automatisation des postes électriques
1. Classification structurelle des systèmes d'automatisation des postes électriques
1.1 Structure de système distribué
La structure de système distribué est une architecture technique qui réalise la collecte de données et le contrôle par le biais du travail collaboratif de plusieurs dispositifs et unités de contrôle décentralisés. Ce système est composé de plusieurs modules fonctionnels, y compris les unités de surveillance et de stockage de données. Ces modules sont interconnectés via un réseau de communication fiable et réalisent les opérations d'automatisation du poste électrique selon la logique de contrôle et les stratégies prédéfinies.
Dans une structure distribuée, chaque unité possède une capacité de traitement et de prise de décision indépendante, permettant le contrôle automatique et le diagnostic de panne dans une zone locale.
En outre, ces unités peuvent télécharger en temps réel des données vers un système de contrôle centralisé, et le poste électrique peut être géré de manière centralisée via une plateforme de surveillance à distance. Comparé aux systèmes de contrôle centralisés traditionnels, les systèmes distribués offrent une plus grande flexibilité et redondance, ce qui permet d'éviter efficacement l'impact des pannes ponctuelles et d'améliorer la stabilité et la fiabilité du système. La structure de système distribué peut soutenir des fonctions d'automatisation plus complexes, permettant aux postes électriques de répondre de manière flexible face à des environnements de réseau électrique complexes et assurant la sécurité et la stabilité de l'alimentation électrique.
1.2 Structure de système centralisé
La structure de système centralisé prend comme cœur une unité de contrôle centrale et gère et coordonne le fonctionnement de divers dispositifs dans le poste électrique par le biais de fonctions de traitement et de contrôle des données centralisées. Cette structure se compose d'un système de contrôle central et de dispositifs électroniques intelligents. Le système de contrôle central est responsable de la réception et du traitement des données provenant de divers dispositifs, et d'émettre des commandes selon des stratégies de contrôle pour réaliser un contrôle et une gestion unifiés de divers équipements du poste électrique.
Dans un système centralisé, toutes les fonctions de surveillance et de contrôle sont concentrées dans l'unité de contrôle centrale, et divers dispositifs du poste électrique sont connectés via un réseau de communication à haut débit. Bien que cette structure offre une grande unité et commodité dans la gestion et la maintenance du système, puisque tous les processus de contrôle et de prise de décision dépendent d'un seul système de contrôle central, une fois que le système central tombe en panne, cela peut entraîner la perte de contrôle ou l'interruption de l'exploitation de l'ensemble du poste électrique, affectant ainsi la sécurité et la fiabilité du système électrique.
1.3 Structure de système hiérarchique
La structure de système hiérarchique est une architecture qui divise les fonctions du système en plusieurs couches, chaque couche étant indépendamment responsable de tâches spécifiques. Cette structure comprend généralement quatre niveaux principaux : la couche terrain, la couche de contrôle, la couche de surveillance et la couche de gestion. L'échange de données et la coordination de contrôle sont effectués entre chaque couche via un réseau de communication à haut débit.La couche terrain est située au bas du système et est principalement composée de dispositifs intelligents et de dispositifs de protection par relais dans le poste électrique. La couche terrain est responsable des opérations de base telles que la collecte de paramètres électriques, la surveillance de l'état des équipements et la réalisation de contrôles automatiques locaux.
La couche de contrôle est située entre la couche terrain et la couche de surveillance et est principalement composée d'unités terminales à distance et de contrôleurs logiques programmables. La couche de contrôle est responsable de l'obtention des données de la couche terrain et du contrôle des équipements de terrain selon la logique de contrôle et les stratégies d'exploitation, permettant ainsi la planification automatisée des équipements du poste électrique.La couche de surveillance est située dans la partie supérieure moyenne du système et est généralement composée d'un système de supervision, de contrôle et d'acquisition de données (SCADA). La couche de surveillance est responsable du traitement et du stockage centralisés des données provenant de la couche de contrôle et de la couche terrain, de la surveillance en temps réel de l'état de fonctionnement du poste électrique, et de la fourniture de fonctions telles que les alarmes et la gestion des équipements.
La couche de gestion est située au sommet du système et est principalement responsable de la gestion globale et du soutien à la prise de décision du poste électrique. La couche de gestion fournit des fonctions telles que la surveillance globale et la gestion de la maintenance du système électrique pour assurer le fonctionnement coordonné du poste électrique dans l'ensemble du réseau électrique.
2. Pannes courantes dans les systèmes d'automatisation des postes électriques
2.1 Pannes du réseau de communication
Le réseau de communication du système d'automatisation du poste électrique joue un rôle crucial dans les systèmes électriques modernes, responsable de la transmission en temps réel des données et du partage d'informations entre divers dispositifs. Cependant, les pannes du réseau de communication peuvent sérieusement affecter le contrôle automatique et la surveillance à distance des postes électriques, conduisant à un fonctionnement instable du système électrique.
Les équipements de communication peuvent tomber en panne en raison du vieillissement ou de problèmes de qualité. Les dommages matériels aux commutateurs ou routeurs peuvent empêcher la transmission normale des données, et la déconnexion des lignes de transmission peut entraîner une interruption de la communication. Les problèmes d'alimentation électrique sont également une cause importante des pannes matérielles. Une alimentation électrique instable peut empêcher les équipements de communication de fonctionner correctement.
Dans le réseau de communication des postes électriques, l'interférence électromagnétique générée lors de l'exploitation des équipements peut affecter la qualité des signaux de communication, en particulier pour les signaux de basse fréquence ou la communication sans fil. Les forts champs électriques et magnétiques générés par les équipements haute tension dans le système électrique peuvent également causer une atténuation ou une distorsion des signaux, affectant la fiabilité de la transmission des données. L'atténuation du signal dans les lignes de transmission sur de longues distances est également un problème courant, en particulier lorsque l'on utilise la communication par câble. Le signal s'affaiblit progressivement pendant la transmission, ce qui peut empêcher la réception précise des données par le destinataire.
2.2 Pannes de collecte de données
La collecte de données dans le système d'automatisation du poste électrique est la base de la surveillance à distance et de la gestion de la distribution. Le système de collecte de données est responsable de l'obtention de données en temps réel provenant de divers dispositifs du poste électrique et de leur transmission au système de contrôle central ou au système SCADA. Si la collecte de données échoue, cela peut affecter le fonctionnement normal du poste électrique et même mettre en danger la sécurité du système électrique.
Le système de collecte de données repose sur un grand nombre de dispositifs matériels. Si ces dispositifs tombent en panne, la collecte de données ne peut pas se dérouler normalement. La défaillance ou le vieillissement des capteurs peuvent entraîner des mesures inexactes de paramètres clés tels que le courant ou la température. Les pannes d'alimentation des unités terminales à distance (RTU) ou des dispositifs électroniques intelligents (IED) peuvent empêcher les dispositifs de démarrer ou les faire cesser de fonctionner, affectant ainsi la transmission et la collecte de données.
La collecte de données dépend d'un réseau de communication stable pour transmettre les données des dispositifs de terrain au système de contrôle central. Si le réseau de communication tombe en panne, comme la perte de signal ou le retard de transmission des données, cela entraînera l'échec de la collecte de données. Des problèmes tels que des lignes de communication endommagées, des équipements de commutation réseau défectueux ou des incompatibilités de protocole affecteront directement la fiabilité et la nature en temps réel de la transmission des données.
Si les dispositifs du système de collecte de données ne sont pas configurés ou calibrés correctement, les données collectées peuvent être inexactes ou perdues. Si les dispositifs ne sont pas configurés avec des paramètres conformes aux spécifications lors de l'installation ou ne sont pas régulièrement calibrés par la suite, ils peuvent également facilement causer des erreurs de collecte de données. Le fonctionnement normal du système de collecte de données dépend du support de la plateforme logicielle ou du programme correspondant. Si des failles existent dans le logiciel ou des incompatibilités de version, la collecte de données peut ne pas s'exécuter normalement.
2.3 Pannes d'alarmes fausses
Dans l'exploitation quotidienne du système d'automatisation du poste électrique, il peut surveiller en temps réel l'état des équipements électriques et émettre des signaux d'alarme afin que des mesures appropriées puissent être prises en temps opportun. Cependant, les alarmes fausses sont l'un des types de pannes courants dans les systèmes d'automatisation. Les alarmes fausses peuvent non seulement affecter le fonctionnement normal du personnel, mais aussi entraîner un gaspillage de ressources et des interférences inutiles. Dans les cas graves, elles peuvent même conduire à des réponses d'urgence inappropriées.
La fonction d'alarme du système d'automatisation du poste électrique dépend généralement de seuils définis. Si ces seuils sont définis trop sensibles ou ne correspondent pas aux conditions d'exploitation réelles, des alarmes fausses peuvent se produire fréquemment. De grandes fluctuations de tension ou des changements transitoires des équipements dans certaines conditions d'exploitation peuvent être confondus avec des pannes, déclenchant des alarmes. Par conséquent, la définition raisonnable des seuils est cruciale pour éviter les alarmes fausses.
Les erreurs d'exploitation par les opérateurs sont également une cause courante d'alarmes fausses. Lors de la configuration du système ou de l'ajustement des équipements, les erreurs des opérateurs peuvent entraîner des conditions d'alarme non raisonnables ou déclencher des alarmes fausses. Si les opérateurs ne configurent pas le système selon les procédures d'exploitation standard ou ne recalibrent pas les paramètres d'alarme lors du remplacement des équipements, l'état des équipements peut ne pas correspondre aux conditions d'alarme, entraînant des alarmes fausses.
3. Mesures pour traiter les pannes courantes dans les systèmes d'automatisation des postes électriques
3.1 Amélioration du système de gestion des équipements matériels
L'établissement d'un système de gestion des équipements solide est une condition préalable pour prévenir les pannes matérielles. Les postes électriques doivent élaborer des spécifications de gestion détaillées pour le cycle de vie complet des équipements, y compris l'achat et la maintenance, pour s'assurer que chaque équipement subit un contrôle de qualité strict et une acceptation avant l'installation et répond aux exigences techniques lors de sa mise en service. En outre, pour différents types d'équipements, des cycles de maintenance et des normes d'inspection spécifiques doivent être définis, avec des inspections régulières et des mises à jour pour prolonger la durée de vie des équipements et réduire les pannes causées par le vieillissement ou l'endommagement des équipements.
Deuxièmement, les postes électriques doivent renforcer la surveillance et l'enregistrement des équipements pendant l'exploitation. Grâce à la surveillance en temps réel des équipements, les risques potentiels de panne peuvent être détectés en temps opportun. Utilisez un système de surveillance en ligne pour surveiller continuellement l'état de fonctionnement et les paramètres clés tels que le courant des équipements d'automatisation du poste électrique et transmettre les données au système de surveillance central. Sur cette base, effectuez un diagnostic de panne régulier, enregistrez des données détaillées sur le fonctionnement des équipements, formez des dossiers historiques, afin de réaliser des prédictions et des analyses de pannes, d'identifier efficacement les changements anormaux des équipements et de prendre des mesures préventives pour éviter les pannes.
3.2 Travaux de maintenance et de service réguliers
Les travaux de maintenance réguliers devraient inclure la maintenance du système logiciel du système d'automatisation. La partie centrale du système d'automatisation est le système de surveillance informatique et le logiciel de contrôle. La stabilité de leur fonctionnement affecte directement le niveau d'automatisation et la capacité de diagnostic de pannes du poste électrique. Entretenez régulièrement le système logiciel, y compris la mise à jour et l'optimisation du système d'exploitation et des algorithmes de contrôle, pour s'assurer que le logiciel ne subisse pas de "panne" ou de "plantage" lors de l'exécution d'opérations complexes.Les travaux de sauvegarde régulière sont également cruciaux, car ils peuvent prévenir les arrêts du système dus à l'endommagement des programmes ou à la perte de données. Par conséquent, les sauvegardes régulières du système et les exercices de récupération de données font partie des travaux de maintenance.
3.3 Mise en œuvre de la méthode d'élimination
La mise en œuvre de la méthode d'élimination nécessite de définir clairement les symptômes de la panne et de les enregistrer en détail. Les opérateurs doivent rapidement identifier la manifestation de la panne sur la base des alarmes du système et de la performance des équipements, et comprendre la situation de base de la panne. Si le système rencontre une perte de données ou un retard de transmission, les opérateurs doivent d'abord vérifier les liens de communication de toutes les parties du système pour s'assurer que le canal de transmission des données n'est pas interrompu. Par une observation attentive, certaines causes évidentes de panne peuvent être éliminées, assurant que le dépannage ultérieur soit plus ciblé.
La mise en œuvre de la méthode d'élimination doit suivre certaines étapes. Prenez par exemple les pannes de collecte de données dans le système d'automatisation du poste électrique. Tout d'abord, vérifiez l'équipement de collecte lui-même, tels que les capteurs et les transformateurs, pour confirmer l'état de fonctionnement de ces dispositifs. Si l'équipement de collecte est en bon état, vérifiez ensuite les connexions de communication et les protocoles de transmission de données entre les dispositifs. Si les équipements de communication et les connexions réseau sont normaux, vérifiez alors si les paramètres logiciels du système d'automatisation sont corrects et s'il n'y a pas de configurations anormales ou d'erreurs de programme. Enfin, par une élimination progressive, la source de la panne est finalement déterminée. Cette méthode permet de réduire efficacement la portée du dépannage, évitant les inspections aveugles et le gaspillage de ressources.
4. Conclusion
En résumé, le système d'automatisation du poste électrique implique un grand nombre d'équipements et de technologies, avec une variété de pannes de système, et une complexité élevée dans la localisation et le traitement des pannes. En outre, lors de l'exploitation du système d'automatisation du poste électrique, certains équipements peuvent tomber en panne en raison de facteurs tels que le vieillissement et les changements de l'environnement extérieur. Si ces pannes ne sont pas traitées en temps opportun, cela peut entraîner des dommages aux équipements et une réduction de l'efficacité de fonctionnement du système, augmentant ainsi les coûts de maintenance et de réparation. Par conséquent, des mesures telles que l'amélioration du système de gestion des équipements matériels, la réalisation de travaux de maintenance réguliers et la mise en œuvre de la méthode d'élimination sont nécessaires pour améliorer la capacité de détection et de prévention des pannes.
