變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障與處理措施

張立松 陳錢潛

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司 江蘇南京 210000）

變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障與處理措施

張立松 陳錢潛

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司 江蘇南京 210000）

目前在變電站運行過程中應(yīng)用最為廣泛的自動化監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，很好的實現(xiàn)了變電站內(nèi)設(shè)備及輸配電情況的實時監(jiān)視、測量、控制和保護功能。其中的通訊系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾ǖ?，?dāng)發(fā)生故障時，除了會影響監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行外，對于變電站的運行安全也造成了很大的威脅。

變電站；自動化監(jiān)控系統(tǒng)；通訊故障；處理措施

前言

隨著變電站自動化運行技術(shù)水平的提高，自動化監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)以先進的計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、信息處理技術(shù)及自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，可實現(xiàn)變電站設(shè)備及運行狀況的實時監(jiān)測、遠程操作、繼電保護及調(diào)度通信功能。有效的提高了變電站運行工作效率及安全可靠性，同時降低了運維成本。

1 變電站通訊網(wǎng)絡(luò)介紹

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，為了便于設(shè)計、管理，將設(shè)備配置劃分為變電站層和間隔層兩部分，在對系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)進行分析時，也以此對網(wǎng)絡(luò)進行劃分，圖1為監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[1]

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.1 網(wǎng)絡(luò)介紹

變電站層一般是采用10M/100M工業(yè)以太網(wǎng)作為通訊網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)，間隔層可采用工業(yè)現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)。為了提高網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性，可以對網(wǎng)絡(luò)進行冗余配置，設(shè)計為雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以熱備用的方式運行。

1.2 物理介質(zhì)

當(dāng)使用工業(yè)現(xiàn)場總線時，傳輸介質(zhì)可以選用帶有屏蔽層的網(wǎng)絡(luò)雙絞線；當(dāng)使用工業(yè)以太網(wǎng)時，可使用10M/100M電以太網(wǎng)或光纖以太網(wǎng)。鑒于變電站層的設(shè)備及其對于監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)的意義，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要有集線器等。

1.3 通信協(xié)議

根據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式及物理介質(zhì)，同時滿足系統(tǒng)本身及其與其他系統(tǒng)互操作性及接口特點，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)支持CSCL2000內(nèi)部通訊協(xié)議等國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

1.4 通訊方式

隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，目前在變電站運行過程中，可供選用的通訊方式主要有總線方式、網(wǎng)絡(luò)和總線相結(jié)合、以太網(wǎng)及全數(shù)字光纖這四種。不同的通訊方式有著不同的優(yōu)缺點，其中單純的總線方式已經(jīng)被淘汰，網(wǎng)絡(luò)和總線相結(jié)合這一方式在變電站運行應(yīng)用的最多，以太網(wǎng)及全數(shù)字光纖作為最先進的組網(wǎng)方式，是未來通訊網(wǎng)絡(luò)的改造及建設(shè)趨勢。[2]

2 常見通訊故障及處理

通過對以往變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生的通訊故障進行統(tǒng)計，其主要故障類型有下列幾種：[2]

2.1 單一裝置通訊中斷

在變電站運行過程中，單個裝置出現(xiàn)通訊中斷是最為常見的故障，當(dāng)故障發(fā)生時，后臺機會及時發(fā)出報警，顯示通訊中斷裝置的名稱，同時在系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)頁面可看到該裝置通訊狀態(tài)由綠變紅。運行人員可針對這一裝置進行檢查分析，在檢查時應(yīng)先易后難，先對通訊線路進行檢查，看線路是否松動、斷開；若排除是通訊線路故障，再對通訊接口進行檢查。

2.2 多個裝置通訊同時中斷

當(dāng)通訊系統(tǒng)中出現(xiàn)多個裝置的通訊同時中斷時，一般是發(fā)生在485串口通訊系統(tǒng)中，485通訊方式是將站內(nèi)所有裝置劃分為多個通訊環(huán)，當(dāng)環(huán)中任一裝置通訊中斷，會導(dǎo)致整個環(huán)通訊出現(xiàn)中斷。根據(jù)以往經(jīng)驗，發(fā)生這種故障的原因主要有兩個：①由于串口轉(zhuǎn)換裝置或通訊管理機的某個接口出現(xiàn)故障；②由于環(huán)中某臺裝置出現(xiàn)故障，干擾了其他裝置的正常通訊功能。針對這種故障類型，通過后臺機我們可以找到到發(fā)生故障的通訊環(huán)。

在對故障進行處理時，最好是采用排除法，即對環(huán)內(nèi)相關(guān)設(shè)備進行逐一檢查。將裝置串口上的接線逐一拆開，當(dāng)故障裝置接線拆除后，通訊環(huán)內(nèi)其他裝置的通訊即可恢復(fù)。最后再對確定的故障裝置進行詳細檢查，如短時間不可修復(fù)則更換新的設(shè)備，消除通訊故障。

2.3 單個監(jiān)控后臺機數(shù)據(jù)不刷新

通過對監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖的分析，我們可以了解到，為了保證監(jiān)控系統(tǒng)的運行可靠性，一般是采用一主一備兩部后臺。當(dāng)某一臺出現(xiàn)通訊異常而另一臺正常時，故障往往是由于計算機本身軟硬件故障或其與數(shù)據(jù)交換機間通訊鏈路出現(xiàn)故障。在對故障進行排除時，可由后臺機向交換機發(fā)散，遵循先簡單后復(fù)雜的原則對這一部分的設(shè)備進行逐一排除，直至找出故障點并進行修復(fù)處理。

2.4 后臺系統(tǒng)通訊全部中斷

當(dāng)后臺系統(tǒng)通訊全部中斷故障發(fā)生時，不同的通訊方式，故障原因也不相同。在485串口通訊方式中，故障原因可能是由于串口轉(zhuǎn)換器或通訊管理機造成的，通訊管理機作為通訊系統(tǒng)承上啟下的重要設(shè)備，其運行穩(wěn)定性對于整個通訊系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性有著重要的意義；當(dāng)通訊系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊方式時，造成這種故障的原因可能是由于系統(tǒng)中交換機出現(xiàn)故障。在對故障排查過程中可針對這些設(shè)備進行。在實際運行過程中，所選用的通訊方式可靠性很高，主后備后臺機同時通訊中斷故障基本不會發(fā)生。

3 減少通訊故障的有效措施

通過對自動化監(jiān)控系統(tǒng)日常運行中常見通訊故障的總結(jié)分析，我們可以發(fā)現(xiàn)造成故障的原因主要是集中在系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及通訊鏈路上，為了在實際的運行過程中，有效的降低故障發(fā)生率，提高通訊系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，有必要堅持以下措施：

3.1 嚴格的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及設(shè)備選型

鑒于通訊網(wǎng)絡(luò)對于整個變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的重要性，為了避免運行過程中故障的發(fā)生，在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗及現(xiàn)有的先進技術(shù)對通訊網(wǎng)絡(luò)進行嚴格細致的設(shè)計；同時對于通訊網(wǎng)絡(luò)中涉及到的設(shè)備，要根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用需求，充分考慮接口、規(guī)約的兼容性、擴展性和適應(yīng)性，選擇質(zhì)量合格的設(shè)備。

3.2 加強系統(tǒng)的檢修維護

在以往通訊網(wǎng)絡(luò)故障中，很多時候都是由于水晶頭氧化、接線松動、設(shè)備積灰、數(shù)據(jù)庫存儲空間不足造成的，針對這些問題，只要在日常的運行過程中加強巡檢維護就能夠避免，所以應(yīng)針對容易發(fā)生故障的設(shè)備及部位制定嚴格的巡檢維護制度，主動的避免故障的發(fā)生。

3.3 及時的技改更新

隨著相關(guān)通訊技術(shù)的不斷升級，對于通訊網(wǎng)絡(luò)中一些問題都有了很好的解決方案，為了降低這些問題影響通訊網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定正常運行，應(yīng)結(jié)合變電站檢修維護計劃及運維資金水平，及時的進行技術(shù)改造，更換質(zhì)量、性能更好的設(shè)備。

4 結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)在社會發(fā)展及人民生活中重要性的不斷提高，變電站作為重要的變配電樞紐，其重要性也相應(yīng)提高。通過上面文章的分析，我們對于變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊方面的常見故障有了一定的認識，在對故障進行查找分析過程中，需要遵循的基本原則是“以問題設(shè)備為中心進行發(fā)散性檢查”。在日常的變電站運行過程中，應(yīng)加強對通訊網(wǎng)絡(luò)的檢查維護，從而保障系統(tǒng)的健康狀況，避免故障的發(fā)生。

[1]許健嘉.變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障與處理措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（35）：69.

[2]谷玉敏.綜合自動化系統(tǒng)通訊故障的分析與處理[J].冶金動力，2014（12）：75.

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