變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備常見(jiàn)缺陷分析及處理方法

胡 恬 盛發(fā)明

（國(guó)網(wǎng)寧波供電公司，浙江 寧波315020）

0 引言

最近十多年是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的大發(fā)展時(shí)間，國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已基本普及，110kV變電站已實(shí)現(xiàn)了多年的無(wú)人值班運(yùn)行，220kV變電站已部分實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班運(yùn)行或少人值班運(yùn)行，并逐步向完全無(wú)人值班運(yùn)行方向邁進(jìn)，變電站設(shè)備的運(yùn)行管理水平得到了很大提高，節(jié)省了大量人力。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，依賴(lài)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，特別是遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，直接關(guān)系著變電站運(yùn)行信息和控制命令的處理、傳輸，確保遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的可靠運(yùn)行尤為重要。

1 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備配置

綜合自動(dòng)化變電站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備包括遠(yuǎn)動(dòng)裝置、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字透?jìng)餮b置、數(shù)據(jù)網(wǎng)接入裝置等設(shè)備。遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的主要功能是負(fù)責(zé)接收間隔層數(shù)據(jù)，并向主站端進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)接收主站端的遙控命令。

遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)要求雙機(jī)配置，并且采用嵌入式裝置。裝置要求具有兩個(gè)站內(nèi)以太網(wǎng)接口，分別與站控層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雙交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)的收發(fā)；具有兩個(gè)站外以太網(wǎng)接口，分別與電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的雙交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)與各級(jí)主站的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信；具有足夠的RS－232串行通信接口，實(shí)現(xiàn)與各級(jí)主站的串行數(shù)據(jù)通信。變電站與主站之間應(yīng)具備兩路獨(dú)立路由通信通道。

配置雙套具備MPLS－VPN功能的路由交換設(shè)備作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。按電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面接入要求，110kV及以上變電站每一數(shù)據(jù)網(wǎng)平面配置一臺(tái)路由器、兩臺(tái)交換機(jī)及相應(yīng)二次安全防護(hù)設(shè)備，采用兩路2M接口，通過(guò)光傳輸設(shè)備接入電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

根據(jù)需要，配置調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字透?jìng)鲝?fù)用設(shè)備，作為電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)未完善前的過(guò)渡性遠(yuǎn)動(dòng)通信通道，分別采用模擬信號(hào)方式和數(shù)字信號(hào)方式，通過(guò)PCM和2M通信設(shè)備接入相應(yīng)調(diào)控主站。

2 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備缺陷分類(lèi)

遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備缺陷基本可以分為三類(lèi)：遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)故障、通道故障、參數(shù)配置錯(cuò)誤。遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)故障指遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)自身由于某種缺陷不能與站內(nèi)設(shè)備或主站系統(tǒng)正常通信、完成數(shù)據(jù)傳輸功能，包括硬件和軟件兩個(gè)方面的缺陷。通道故障指遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備與主站之間的通信通道以及相關(guān)通道設(shè)備的故障。參數(shù)配置錯(cuò)誤類(lèi)缺陷主要指由規(guī)約配置、通信參數(shù)不正確引起的通信、數(shù)據(jù)傳輸異常。

3 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備缺陷處理方法

3.1 遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)故障處理方法

遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)硬件故障指遠(yuǎn)動(dòng)裝置本身以及相應(yīng)的接口設(shè)備，由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象，硬盤(pán)、主板、接口設(shè)備、風(fēng)扇等設(shè)備故障較多。一般通過(guò)查看相應(yīng)的指示燈是否正常，借助遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的自檢信息，必要時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量相關(guān)部位電壓，然后用替換法驗(yàn)證相關(guān)設(shè)備是否故障；有些硬件設(shè)備雖無(wú)明顯故障，但由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行老化嚴(yán)重，導(dǎo)致性能下降，會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，可通過(guò)升級(jí)改造解決。軟件故障常有操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件程序走死等，這類(lèi)缺陷通常重啟遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備就可消失；還有類(lèi)軟件故障是由于程序設(shè)計(jì)不完善引起的，這類(lèi)缺陷一般比較隱蔽，往往需要運(yùn)行一段時(shí)間后或在某種特殊情況下才有可能發(fā)生，故障難以重現(xiàn)，需要長(zhǎng)時(shí)間觀(guān)察分析才能找到，一般由廠(chǎng)方協(xié)助，通過(guò)軟件升級(jí)得以解決。

3.2 通道故障處理方法

遠(yuǎn)動(dòng)通信通道中斷故障，首先要確定是通信通道問(wèn)題還是遠(yuǎn)動(dòng)接入設(shè)備問(wèn)題。對(duì)于模擬通道及數(shù)字通道可通過(guò)觀(guān)察Modem裝置、數(shù)字透?jìng)餮b置的指示燈；主站端或廠(chǎng)站端打環(huán)，比對(duì)上、下行報(bào)文一致性；用儀表儀器測(cè)量來(lái)判定故障范圍。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通道，通常用ping命令來(lái)檢查通道是否正常。屬于通信通道故障應(yīng)及時(shí)通知通信部門(mén)消缺。

3.2.1 常用的模擬通道及數(shù)字通道故障判別方法

（1）觀(guān)測(cè)法：適用于模擬通道及數(shù)字通道故障判別。

Modem裝置的CD燈亮表示載波信號(hào)異常，CD燈閃爍表示收發(fā)兩端中心頻率或頻偏設(shè)置不匹配，RXD燈閃爍表示接收數(shù)據(jù)，TXD燈閃爍表示發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)CD燈亮?xí)r，一般可判斷通信通道問(wèn)題。CD燈閃爍時(shí)應(yīng)檢查兩側(cè)中性頻率或頻偏設(shè)置是否一致。

數(shù)字透?jìng)餮b置的LOS燈亮一般可判斷通信通道問(wèn)題。若LOS燈不亮，一般可排除數(shù)字通道故障的可能，應(yīng)檢查兩側(cè)數(shù)字透?jìng)餮b置是否正常。

（2）打環(huán)法：適用于模擬通道及數(shù)字通道故障判別。

模擬通道的打環(huán)可在廠(chǎng)站端將上行與下行數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)短接，在另一側(cè)比對(duì)上、下行報(bào)文是否一致，若一致，說(shuō)明通信設(shè)備正常，缺陷在遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備上；若接收不到下發(fā)的信息或有誤碼出現(xiàn)，則說(shuō)明通信通道有問(wèn)題。

數(shù)字通道打環(huán)比較方便，在數(shù)字透?jìng)髟O(shè)備上每路通道都有相應(yīng)的自環(huán)開(kāi)關(guān)，可以很方便地將數(shù)字通道和相應(yīng)的主站自環(huán)，以判斷數(shù)字通道以及通道設(shè)備是否正常。

（3）測(cè)量法：適用于模擬通道故障判別。

用示波器檢測(cè)：對(duì)于不同的規(guī)約和不同的傳輸速率，示波器顯示的波形各不相同。當(dāng)通道上有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一般會(huì)分別顯示兩個(gè)頻率的正弦波形。

用萬(wàn)用表檢測(cè)：有時(shí)因條件限制，可用萬(wàn)用表交流擋，簡(jiǎn)便地測(cè)試Modem是否有遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)輸出，并可根據(jù)通信設(shè)備對(duì)輸入信號(hào)的電平要求，監(jiān)視調(diào)整遠(yuǎn)動(dòng)輸出信號(hào)的幅值。

用電話(huà)聽(tīng)筒檢測(cè)：對(duì)于傳輸連續(xù)信號(hào)的通道，可聽(tīng)出來(lái)有兩個(gè)頻率的聲音，當(dāng)通道只傳輸Modem中心頻率時(shí)，只能聽(tīng)到一個(gè)單音；對(duì)于傳輸斷續(xù)信號(hào)的通道，可聽(tīng)出來(lái)有斷斷續(xù)續(xù)的兩個(gè)頻率的聲音。

確定Modem裝置故障時(shí)，就要更換裝置或相應(yīng)板件，更換時(shí)要保證相關(guān)參數(shù)（中心頻率、頻偏、發(fā)送電平、接收電平、波特率等）設(shè)置正確。

數(shù)字透?jìng)餮b置的故障一般通過(guò)替換法排除。更換的新數(shù)字透?jìng)髟O(shè)備不需要設(shè)置參數(shù)，但需要保證每個(gè)接口的插線(xiàn)與更換前一致。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)通道故障判別方法

網(wǎng)絡(luò)通道就是基于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通常用ping命令來(lái)檢查通道是否正常（網(wǎng)絡(luò)診斷工具，在 Windows、UNIX和Linux均適用），可以在遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備處ping網(wǎng)關(guān)IP地址、主站IP地址，也可在主站側(cè)ping網(wǎng)關(guān)IP地址、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備IP地址，通過(guò)是否有響應(yīng)、響應(yīng)的時(shí)延等返回信息判斷網(wǎng)絡(luò)通道正常與否。新安裝設(shè)備還要檢查遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、端口號(hào)是否正確，路由器配置是否正確。

排除網(wǎng)絡(luò)通道故障后，需要檢查遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)交換機(jī)、縱向加密裝置、路由器是否正常運(yùn)行，設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通信線(xiàn)是否符合制作標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)是否完好，連接是否可靠。

3.3 參數(shù)配置錯(cuò)誤處理方法

遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的參數(shù)配置包括三部分：轉(zhuǎn)發(fā)庫(kù)配置、通信配置、規(guī)約配置。

轉(zhuǎn)發(fā)庫(kù)配置包括：站內(nèi)數(shù)據(jù)引用是否正確、邏輯合成點(diǎn)是否合理、遙信信號(hào)極性、防抖動(dòng)時(shí)間、是否上送SOE、遙測(cè)系數(shù)、變化死區(qū)等。

通信配置包括：串口通信參數(shù)有傳輸速率、中心頻率、頻偏、校驗(yàn)方式等是否與主站一致，網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)有遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)IP地址、網(wǎng)關(guān)地址等是否正確。

規(guī)約配置包括：主站和廠(chǎng)站兩側(cè)的規(guī)約要一致，規(guī)約選定后，還需要注意參數(shù)的一致性，比如站址、信息體起始地址等。以IEC101規(guī)約為例，主要包括：站址（ASDU地址和IEC101鏈路地址）的統(tǒng)一性；地址的字節(jié)數(shù)；傳送原因的字節(jié)數(shù)；信息體地址的字節(jié)數(shù)和起始地址。

只有參數(shù)配置正確了，廠(chǎng)站與主站之間才能正常通信。不同通信方式和規(guī)約，配置的參數(shù)不盡相同；不同廠(chǎng)家和型號(hào)的設(shè)備，配置的內(nèi)容也不盡相同。處理這類(lèi)缺陷，需要了解有關(guān)參數(shù)的配置，對(duì)相關(guān)知識(shí)比較熟悉，常需要捕捉通信報(bào)文，分析通信過(guò)程才能找到故障點(diǎn)。

早期110kV變電站沒(méi)有獨(dú)立的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，一般由總控單元或前置機(jī)兼管行使遠(yuǎn)動(dòng)功能，其故障類(lèi)型及排查方法與獨(dú)立遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，不再單獨(dú)討論。

4 結(jié)語(yǔ)

在變電站無(wú)人值班模式下，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的可靠運(yùn)行直接關(guān)系著變電站設(shè)備的運(yùn)行管理，本文主要介紹了國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的配置，結(jié)合檢修工作經(jīng)驗(yàn)，分析了遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見(jiàn)缺陷，并針對(duì)不同缺陷提出了相應(yīng)的處理方法。

［1］張延，吳云，史志鴻.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行問(wèn)題的分析［J］.繼電器，2003，31（8）.

［2］陳正蓉.淺析綜合自動(dòng)化變電站遠(yuǎn)動(dòng)接口的相關(guān)問(wèn)題［J］.華中電力，2010，23（1）.