淺析DDS接地裝置無法正確上送選線報(bào)文的原因及處理建議

孫翔宇

(廣東電網(wǎng)公司陽江供電局變電管理所,廣東陽江 529500)

淺析DDS接地裝置無法正確上送選線報(bào)文的原因及處理建議

孫翔宇

(廣東電網(wǎng)公司陽江供電局變電管理所,廣東陽江 529500)

DDS接地裝置是3～35kV中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的消弧消諧選線成套裝置的中央監(jiān)控操作單元,具備消弧消諧的控制及遠(yuǎn)程監(jiān)視等功能。本文針對(duì)DDS接地故障智能檢測(cè)裝置在站內(nèi)運(yùn)行中多次出現(xiàn)無法正確上送選線報(bào)文的情況,以塘坪站為例,通過對(duì)事故過程、站內(nèi)設(shè)備架構(gòu)及故障分析,Modbus規(guī)約、報(bào)文交換過程進(jìn)行分析,抓取站內(nèi)的實(shí)際報(bào)文,分析事件原因并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況提出整改建議。

DDS接地裝置 Modbus規(guī)約 故障分析

在雷雨天氣期間,我所轄下的110kV塘坪站、110kV古勞山站及110kV平崗站均出現(xiàn)過10kV饋線斷路器變位而無相關(guān)保護(hù)信息上送至監(jiān)控的情況。這導(dǎo)致調(diào)度無法實(shí)時(shí)把握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài),只能由巡檢班人員到現(xiàn)場(chǎng)查明斷路器變位原因后再進(jìn)行復(fù)電,嚴(yán)重影響恢復(fù)送電的時(shí)間?；谝陨媳尘?本文以塘坪站為例,對(duì)站內(nèi)設(shè)備及故障過程進(jìn)行分析,提出整改建議。

1 故障分析

使用RCS-9493組態(tài)調(diào)試工具打開110kV塘坪站組態(tài),在第5號(hào)板卡中選擇廣州智光消弧系統(tǒng)規(guī)約,輸入相關(guān)的端口信息,進(jìn)入調(diào)試界面。對(duì)選線的報(bào)文進(jìn)行分析,以F01接地為例,通過打開報(bào)文的調(diào)試工具,選擇對(duì)應(yīng)“#1線路01接地”,抓獲對(duì)應(yīng)的選線報(bào)文,以此對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析。根據(jù)廠家所提供的裝置說明書,對(duì)DDS接地裝置的基本報(bào)文描述如下:

(1)“起始符”= AAH;

(2)“長度”= 數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù)+2,為16進(jìn)制數(shù),“長度”不大于F0H,即240個(gè)字節(jié);

(3)“地址”是指DDS接地裝置的地址(0~255);

(4)“命令碼”用于說明報(bào)文的種類;

(5)“數(shù)據(jù)區(qū)”是指“命令碼”與“和”之間的字節(jié);

(6)“和”為“長度”、“地址”、“命令碼”、“數(shù)據(jù)區(qū)”各字節(jié)之和的低16位,其中,低8位在前,高8位在后;

(7)“終止符”=0DH。

根據(jù)基本報(bào)文的描述,對(duì)報(bào)文上送過程進(jìn)行分析。以#1裝置進(jìn)行分析,對(duì)于第一幀報(bào)文:TXEN(2014-6-16 9:22:46) aa 03 07 80 07 91 00 0d,根據(jù)報(bào)文說明,此報(bào)文是主站對(duì)DDS裝置的數(shù)據(jù)查詢報(bào)文,aaH為起始符,03H是報(bào)文長度,07是DDS的裝置地址,80H代表請(qǐng)求1#裝置運(yùn)行數(shù)據(jù),0d代表終結(jié)符,其意義是主站對(duì)DDS接地裝置的遙信量進(jìn)行查詢。

圖2 詢問過程示意圖Fig. 2 Message diagram

對(duì)于第二幀報(bào)文:RXEN (2014-6-16 9:22:47) aa 11 07 30 07 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5f 00 0d ,30代表回答的是1#裝置遙信數(shù)據(jù),第六和第七字節(jié)稱為S1和S2代表遙信狀態(tài)量字節(jié),其中對(duì)于S1、S2兩個(gè)字節(jié),在表格已進(jìn)行詳細(xì)說明。對(duì)于8到17這九個(gè)字節(jié),每個(gè)字節(jié)表示L1至L9條線路,共72位表示72條接地線路,對(duì)于L10,前兩位表示備用,第四第五位別表示II和I母線接地,對(duì)于后四位,從最后一位算起依次代表73至76線路接地。此報(bào)文回答主站:DDS接地裝置沒有接地故障告警。

在故障分析過程,我們進(jìn)行多次接地選線試驗(yàn),并逐一抓取報(bào)文進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn):并不是每一次的接地故障都無法抓取對(duì)應(yīng)的選線報(bào)文,通常,在每十次的試驗(yàn)中,有6-8次不能正確告警。這一定程度地說明,問題并不出現(xiàn)在硬件設(shè)備上,極有可能因?yàn)橥ㄓ嵉姆绞交蚓€路問題,導(dǎo)致信號(hào)失真,從而影響信號(hào)的上報(bào)。進(jìn)而我們對(duì)選線報(bào)文的時(shí)間周期進(jìn)行分析,通過對(duì)圖1中相鄰兩個(gè)遙信報(bào)文時(shí)間的計(jì)算,我們得出選線報(bào)文的詢問周期為:T=60+13-58+1=15秒,而當(dāng)時(shí)設(shè)備的跳閘出口時(shí)間為3秒,從而找到了問題根源。如圖2所示,截取一個(gè)詢問周期內(nèi)的報(bào)文,根據(jù)報(bào)文定義,規(guī)約在37:58詢問#1裝置的遙測(cè)數(shù)據(jù),38:2詢問#1裝置的遙信數(shù)據(jù),38:6詢問#2裝置的遙測(cè)數(shù)據(jù),38:9秒詢問#2裝置的遙信數(shù)據(jù),而到了36:13秒,規(guī)約重新詢問#1裝置的遙測(cè)數(shù)據(jù),以15秒為周期,進(jìn)行循環(huán)問答。以#1裝置為例,在這個(gè)詢問周期內(nèi),規(guī)格對(duì)設(shè)備進(jìn)行詢問,設(shè)備即刻響應(yīng),回答當(dāng)前狀態(tài),如圖2的報(bào)文所示,規(guī)約在38:2詢問#1裝置的遙信數(shù)據(jù),設(shè)備在38:3回答狀態(tài),2到3秒間為響應(yīng)時(shí)間,再經(jīng)過3秒,規(guī)約詢問#2設(shè)備的遙測(cè)量。根據(jù)此通信方式,參照?qǐng)D2詢問示意圖,我們對(duì)以下3種情況進(jìn)行分析:

(1)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第59秒發(fā)出接地告警,由于設(shè)備的跳閘出口為3秒,所以遙信變位一直保持到第2秒,根據(jù)圖1報(bào)文截圖,在第2秒規(guī)約剛好詢問設(shè)備,經(jīng)過處理在第3秒設(shè)備進(jìn)行回答,此時(shí),第59秒為臨界點(diǎn),剛好不能收到接地告警。

(2)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第2秒發(fā)出接地告警,根據(jù)圖1,在第2秒規(guī)約剛好詢問設(shè)備,經(jīng)過處理在第3秒設(shè)備進(jìn)行回答,此時(shí),第2秒也為臨界點(diǎn),剛好能收到接地告警。

(3)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第59到第2秒期間發(fā)出接地告警,那么裝置能正確發(fā)出接地告警;在此時(shí)間范圍外不能正確告警。

根據(jù)分析的結(jié)果,設(shè)備的跳閘出口時(shí)間和報(bào)文詢問周期在時(shí)間上的配合,很大程度影響了裝置選線信息的正確上送。

2 整改措施及建議

針對(duì)DDS接地檢測(cè)裝置因?yàn)樘l出口時(shí)間與報(bào)文詢問周期不能正確配合所導(dǎo)致無法正確上送接地故障告警的問題,結(jié)合設(shè)備的實(shí)際狀況,從以下四個(gè)方面提出整改措施:

(1)通過縮短報(bào)文詢問周期,確保每一個(gè)選線報(bào)文在出口時(shí)間內(nèi)都能被正確查詢,從而達(dá)到報(bào)文正確上送的目的。對(duì)于這種整改方法,在調(diào)試過程中出現(xiàn)DDS接地裝置在詢問周期內(nèi)無法做出反應(yīng),導(dǎo)致規(guī)約設(shè)備不斷發(fā)送TXEN詢問報(bào)文,其表象與返校失敗相似。

(2)修改裝置跳閘出口時(shí)間。由于報(bào)文詢問周期為15秒,在消缺過程中,我們把跳閘出口時(shí)間設(shè)置為16秒,保證跳閘選線信號(hào)持續(xù)于整個(gè)報(bào)文詢問階段。這種整改方式確保設(shè)備的正確選線,滿足功能上的要求,但會(huì)延長斷路器出口時(shí)間。

(3)在DSS接地裝置中增加緩存寄存器。對(duì)裝置的每一次動(dòng)作變位先進(jìn)行副本拷貝,存放于寄存器中,再上送規(guī)約裝置。在規(guī)約裝置詢問期間,先對(duì)寄存器進(jìn)行掃描,如發(fā)現(xiàn)接地告警立刻上送,如沒有發(fā)現(xiàn)再按傳統(tǒng)的過程進(jìn)行詢問。這種做法由于需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的硬件進(jìn)行整改,需要研發(fā)時(shí)間,對(duì)已經(jīng)投運(yùn)的設(shè)備參考價(jià)值不大。

(4)在規(guī)約的使用上進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于先進(jìn)的通訊規(guī)約如103通訊規(guī)約,在檢測(cè)到設(shè)備發(fā)生突變信號(hào)時(shí)立刻優(yōu)先上送,從而避開了跳閘出口時(shí)間與報(bào)文詢問周期的配合問題,確保接地告警正確上送。

綜合各種整改措施,塘坪站使用第二種整改方法,在廠家調(diào)試后設(shè)備正常運(yùn)行。而對(duì)于后兩種整改方法,由于技術(shù)原因,很難在短時(shí)間內(nèi)實(shí)行,但由于其在設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行方面具有的很大優(yōu)勢(shì),建議在以后相關(guān)整改過程中對(duì)廠家提出相關(guān)技術(shù)要求,盡可能提高在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用的可能性。

3 結(jié)語

本文以110kV塘坪站為例,結(jié)合其通訊規(guī)約對(duì)站內(nèi)DDS接地故障智能檢測(cè)裝置選線報(bào)文無法上送的缺陷作出詳細(xì)分析,提出整改措施和建議。對(duì)于110V平崗站和110kV古勞山站,其過程與塘坪站相似,不同點(diǎn)在于塘坪站使用Modbus問答式規(guī)約協(xié)議,而其他兩站使用CDT自發(fā)式規(guī)約協(xié)議,雖然數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞讲煌?但底層原因一致,其整改措施相似。隨著無人值班站的普遍投運(yùn),對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求越來越高,站端自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)量也明顯增加,站端人員在全面熟悉設(shè)備功能的同時(shí),必須對(duì)其底層原理具有充分認(rèn)知,才能對(duì)站內(nèi)的異常情況進(jìn)行詳細(xì)分析和從容的處理。

The DDS 3 ～ 35 kV neutral point grounding device is not directly grounding system arc suppression of harmonic elimination line selection central control operation unit of complete sets of equipment, with arc suppression of harmonic elimination control and remote monitoring, and other functions.Based on DDS ground fault intelligent detection device in station running multiple occurrences cannot give the message to select correctly, pond mouth station,for example, through the process for the accident, station equipment architecture and failure analysis, Modbus statute and message exchange process were analyzed,and the grab station of the actual message, analyzing the reasons and put forward recommendations according to the site situation.

DDS grounding device；modbus statute；failure analysis