Обични грешки и третмани на автоматски системи за подстанции

1. Структурна класификација на системите за автоматизација на подстанциите
1.1 Дистрибутивна системска структура

Дистрибутивната системска структура е техничка архитектура која реализира собирање на податоци и контрола преку соработката на повеќе децентрализирани уреди и контролни единици. Овој систем е состоен од повеќе функционални модули, вклучувајќи јазичета за мониторинг и складирање на податоци. Овие модули се поврзани преку надежен комуникациски мрежа и постигнуваат операции на автоматизација на подстанциите според претходно зададена контролна логика и стратегии.

Во дистрибутивната структура, секоја единица има независна обработувачка моќ и функции за донесување на одлуки, што овозможува автоматска контрола и дијагностика на грешки во локална област.

Меѓутоа, овие единици можат да пренесуваат податоци во реално време до централен контролен систем, и подстанцијата може да се управува централно преку платформа за отдалечен мониторинг. Споредено со традиционалните централни контролни системи, дистрибутивните системи имаат поголема флексибилност и редундантност, што може ефективно да се избегне влијанието на грешки од една точка и да се подобри стабилноста и надежноста на системот. Дистрибутивната системска структура може да поддржува повеќе комплексни функции на автоматизација, што овозможува на подстанциите да реагираат флексибилно пред лицето на комплексни околини на електропрометната мрежа и да осигураат безбедноста и стабилноста на електроприquivoснабдувањето.

1.2 Централна системска структура

Центаралната системска структура има централна контролна единица како јадро и управува и координира работата на различните уреди во подстанцијата преку централизирани функции за обработка и контрола на податоци. Оваа структура се состои од централен контролен систем и интелигентни електронски уреди. Централниот контролен систем е одговорен за примирање и обработка на податоци од различни уреди и издевање на команди според контролни стратегии за постигнување на унифицирана контрола и управување на различните опреми во подстанцијата.

Во центарален систем, сите функции за мониторинг и контрола се концентрирани во централната контролна единица, а различните уреди во подстанцијата се поврзани преку брза комуникациска мрежа. Иако оваа структура има висока јединственост и удобство во управувањето и одржбата на системот, бидејќи сите процеси на контрола и донесување на одлуки зависат од еден единствен централен контролен систем, ако централниот систем се повреди, тоа може да доведе до губење на контрола или прекин на работа на целата подстанција, што ќе го зголеми ризикот за безбедноста и надежноста на електропрометниот систем.

1.3 Хиерархија на системската структура

Хиерархијата на системската структура е архитектура која дели системските функции на повеќе нивоа, каде што секое ниво независно е одговорно за специфични задачи. Оваа структура типички вклучува четири главни нивоа: полско ниво, контролно ниво, ниво за мониторинг и ниво за управување. Размената на податоци и координација на контролата се изведуваат помеѓу секое ниво преку брза комуникациска мрежа.Полското ниво е на дното на системот и главно е состоено од интелигентни уреди и уреди за реле-заштита во подстанцијата. Полското ниво е одговорно за основни операции како собирање на електрични параметри, мониторинг на статусот на опремата и извршување на локална автоматска контрола.

Контролното ниво е на средина меѓу полското и нивото за мониторинг и главно е состоено од оддалечени терминални единици и програмабилни логички контролери. Контролното ниво е одговорно за добивање на податоци од полското ниво и контрола на полската опрема според контролна логика и оперативни стратегии, со што се завршува автоматско распоредување на опремата во подстанцијата.Нивото за мониторинг е на горната средина на системот и обично е состоено од систем за надзор и собирање на податоци (SCADA). Нивото за мониторинг е одговорно за централизирана обработка и складирање на податоци од контролното и полското ниво, мониторинг на работното состојба на подстанцијата во реално време и пружање на функции како аларми и управување со опрема.

Нивото за управување е на врвот на системот и главно е одговорно за комплетно управување и поддршка за донесување на одлуки на подстанцијата. Нивото за управување пружа функции како целостен надзор и управување со одржба на електропрометниот систем за осигурување на координирано функционирање на подстанцијата во целата електропрометна мрежа.

2. Често среќувани грешки во системите за автоматизација на подстанциите
2.1 Грешки во комуникациската мрежа

Комуникациската мрежа на системот за автоматизација на подстанциите игра важна улога во современите електропрометни системи, одговорна за реализирање на реално време на пренос на податоци и споделување на информации меѓу различните уреди. Меѓутоа, грешките во комуникациската мрежа можат сериозно да ја повредат автоматската контрола и отдалечен мониторинг на подстанциите, доведувајќи до нестабилна работа на електропрометниот систем.

Комуникациската опрема може да се повреди поради стареење или проблеми со квалитет. Хардверска повреда на свичеви или рутери може да предизвика дека податоците не се пренесуваат нормално, а прекинување на транспортните линии може да доведе до прекин на комуникацијата. Проблемите со напонот се исто така важен извор на хардверски грешки. Неустојчив напон може да предизвика дека комуникациската опрема не функционира правилно.

Во комуникациската мрежа на подстанциите, електромагнетната интерференција генерирана при работата на опремата може да влијае на качеството на сигналите за комуникација, особено за нискочестотни сигнали или безжична комуникација. Јаките електрични и магнетни полиња генерирана од високонапонската опрема во електропрометниот систем исто така може да предизвика затихнување или искривување на сигнали, што влијае на надежноста на преносот на податоци. Затихнувањето на сигнали во долгорастојни транспортни линии е исто така чест проблем, особено кога се користи кабелска комуникација. Сигналот постепено слабне во текот на преносот, што може да предизвика дека приемачкиот крај не може точно да ги прими податоците.

2.2 Грешки во собирање на податоци

Собирањето на податоци во системот за автоматизација на подстанциите е основа за реализирање на отдалечен мониторинг и управување со распоред. Системот за собирање на податоци е одговорен за добивање на реални податоци од различните уреди во подстанцијата и пренесување на тоа до централниот контролен систем или SCADA систем. Ако собирањето на податоци се повреди, тоа може да влијае на нормалната работа на подстанцијата и дорде да заопаси безбедноста на електропрометниот систем.

Системот за собирање на податоци зависи од голем број на хардверски уреди. Ако овие уреди се повредат, собирањето на податоци не може да се изврши нормално. Повреда или стареење на сензори може да доведе до неточно мерење на клучни параметри како што се токот или температурата. Повреда на напонот на оддалечени терминални единици (RTUs) или интелигентни електронски уреди (IEDs) може да предизвика дека уредите не започнат или да спрете да работат, што влијае на преносот и собирањето на податоци.

Собирањето на податоци зависи од стабилна комуникациска мрежа за пренос на податоци од полски уреди до централниот контролен систем. Ако комуникациската мрежа се повреди, како што е загуба на сигнал или забава во преносот на податоци, тоа ќе доведе до повреда во собирањето на податоци. Проблеми како повредени комуникациски линии, повредени мрежни свичеви или несовместимост на протоколи директно влијаат на надежноста и реалното време на преносот на податоци.

Ако уредите во системот за собирање на податоци не се правилно конфигурирани или калибрирани, собраниот податок може да биде неточен или загубен. Ако уредите не се конфигурирани со параметри според спецификациите при инсталацијата или не се регуларно калибрирани после тоа, тоа исто така лесно може да предизвика грешки во собирањето на податоци. Нормалната работа на системот за собирање на податоци зависи од поддршката на соодветната софтверска платформа или програма. Ако има слабости во софтверот или несовместимост на верзија, собирањето на податоци може да не се изведе правилно.

2.3 Грешки од лажни аларми

Во едноседмичната работа на системот за автоматизација на подстанциите, тој може да мониторира состојбата на електропрометната опрема во реално време и да испраќа сигнал за аларма, така што соодветни мерки можат да се земат во момент. Меѓутоа, лажните аларми се една од често среќуваните видови на грешки во автоматизираните системи. Лажните аларми не само што можат да влијаат на нормалната работа на персоналот, туку и да доведат до трошење на ресурси и неопходна интервенција. Во тешки случаи, тоа може да доведе до несоодветни хитни мерки.

Функцијата за аларма на системот за автоматизација на подстанциите обично зависи од поставени прагови. Ако овие прагови се поставени премногу осетливо или не одговараат на реалните услови на работа, тоа може да доведе до често среќување на лажни аларми. Големите флуктуации на напонот или временски промени во опремата под одредени услови на работа можат да бидат заменети со грешки, што активира аларми. Затоа, разумно поставување на прагови е важно за избегнување на лажни аларми.

Оперативните грешки на операторите исто така се чест причин за лажни аларми. Токму во конфигурацијата на системот или при тестување на опремата, грешки на операторите можат да доведат до несоодветни услови за аларма или да ги активираат лажните аларми. Ако операторите не конфигурираат системот според стандардните оперативни процедури или не ги рекалибрираат параметрите за аларма кога заменуваат опрема, состојбата на опремата може да не одговара на условите за аларма, што доведува до лажни аларми.

3. Мерки за справување со чести грешки во системите за автоматизација на подстанциите
3.1 Подобрување на системот за управување со хардверска опрема

Изградба на добар систем за управување со опрема е претпоставка за спречување на хардверски грешки. Подстанциите треба да формираат детални управувачки спецификации за целокупен животен циклус на опремата, вклучувајќи ја закупувањето и одржбата, за да се осигура дека секоја опрема минува строга проверка на квалитет и прифаќање пред инсталација и задоволува технички барања кога се става во употреба. Од иста страна, за различни видови на опрема, треба да се постават специјални циклуси за одржба и стандарди за проверка, со редовни инспекции и ажурирања за продлевање на временското период на употреба на опремата и намалување на грешките предизвикани од стареење или повреда на опремата. 

Вторично, подстанциите треба да ја усиначат надзората и записувањето на опремата во текот на работата. Преку реално време надзор на опремата, потенцијалните опасности од грешки можат да се откријат своевремено. Користете онлајн систем за надзор за непрекинат надзор на работната состојба и клучни параметри како што е токот на автоматизираната опрема на подстанциите и пренесете податоците до централниот систем за надзор. На оваа основа, извршете редовни дијагнози на грешки, запишете детални податоци за работата на опремата, формирајте историски датотеки, за да се изведе предвидување и анализа на грешки, ефективно да се идентификуваат аномални промени во опремата и да се земат профилактички мерки за спречување на грешки.

3.2 Редовна одржба и сервисна работа
Редовната одржбена работа треба да вклучува и одржба на софтверскиот систем на автоматизиран систем. Јадрото на автоматизиран систем е компјутерски систем за надзор и контролен софтвер. Стабилноста на нивната работа директно влијае на нивоот на автоматизација и капацитетот за дијагноза на грешки на подстанциите. Редовна одржба на софтверскиот систем, вклучувајќи ја ажурирањето и оптимизацијата на оперативниот систем и контролни алгоритми, за да се осигура дека софтверот не испречува „грешки“ или „крашнување“ кога се обработуваат комплексни операции.Редовната работа на резервно копирање исто така е важна, бидејќи може да спречи спирка на системот поради повреда на програма или губење на податоци. Затоа, редовно резервно копирање на системот и вежби за оправдување на податоци се дел од одржбената работа.

3.3 Имплементација на методот на елиминација

Имплементацијата на методот на елиминација бара јасно дефинирање на симптомите на грешката и детално записување. Операторите треба брзо да ги идентификуваат проявите на грешката според алармите на системот и перформансата на опремата, и да разберат основната состојба на грешката. Ако системот испречува губење на податоци или забава во преносот, операторите прво треба да проверат комуникациските врски на сите делови на системот за да се осигура дека каналот за пренос на податоци не е прекинат. Преку внимателно набљудување, некои очигледни причини за грешки можат да се елиминираат, што осигурува дека последовната дијагноза на грешки е повеќе насочена.

Имплементацијата на методот на елиминација треба да следи одредени чекори. Како пример, за грешки во собирањето на податоци во системот за автоматизација на подстанциите, прво проверете самата опрема за собирање, како што се сензорите и трансформаторите, за да потврдите работната состојба на овие уреди. Ако опремата за собирање е во ред, потоа дополнително проверете комуникациските врски и протоколите за пренос на податоци помеѓу уредите. Ако комуникациската опрема и мрежните врски се нормални, тогаш проверете дали софтверските поставки на автоматизиран систем се точни, и дали постојат аномални конфигурации или грешки во програмите. Након тоа, преку постепена елиминација, се определува изворот на грешката. Овој метод ефективно го смањува опсегот на дијагноза на грешки, спречувајќи слепо пребарување и трошење на ресурси.

4. Заклучок

Заклучувајќи, системот за автоматизација на подстанциите вклучува голем број на уреди и технологии, со широк спектар на системски грешки, со висока комплексност во локализацијата и обработката на грешки. Вистински, во текот на работата на системот за автоматизација на подстанциите, некои уреди можат да се повредат поради фактори како што се стареење и промени во екстерната околина. Ако овие грешки не се обработат своевремено, тоа може да доведе до повреда на опремата и намалена ефикасност на работата на системот, што го зголемува трошоците за одржба и поправка. Затоа, потребни се мерки како подобрување на системот за управување со хардверска опрема, извршување на редовна одржба, и имплементација на методот на елиминација за подобрување на способноста за детекција и спречување на грешки.