變電站通信系統(tǒng)故障及處置技術(shù)研究

吳飛云龍 王柄智

摘 要：文章首先概括地介紹了變電站通信系統(tǒng)，隨后對變電站通信系統(tǒng)的故障問題進(jìn)行了簡要分析，在此基礎(chǔ)上對變電站通信系統(tǒng)故障處置技術(shù)措施進(jìn)行論述。期望通過本文的a研究能夠?qū)ψ冸娬就ㄐ畔到y(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：變電站；通信系統(tǒng)；故障；處置技術(shù)

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0070-03

Research on Fault and Disposal Technology of Substation Communication System

WU FEI Yunlong，WANG Bingzhi

（Inner Mongolia Wuhai Electric Power Bureau Communication Department，Wuhai 016000，Chian）

Abstract：This paper first introduces the substation communication system briefly，then briefly analyzes the failure problems of substation communication system，and then discusses the technical measures of substation communication system fault handling. It is expected that the research in this paper can help to improve the security and stability of the substation communication system.

Keywords：substation；communication system；failure；disposal technology

1 變電站通信系統(tǒng)概述

在變電站中，通信系統(tǒng)具有非常重要的地位和作用，所有數(shù)據(jù)信息的傳輸全都依賴通信系統(tǒng)，一旦通信系統(tǒng)發(fā)生故障，將會給變電站的正常運(yùn)行造成巨大的影響。變電站通信系統(tǒng)由諸多通信設(shè)備組合而成，其中主要包括以下設(shè)備：

1.1 光端機(jī)

這是一種能夠進(jìn)行光信號傳輸?shù)慕K端通信設(shè)備。目前，較為常見的光端機(jī)有兩種類型，一種是模擬型，另一種是數(shù)字型。由于前者的抗干擾性能比較差，因此在變電站通信系統(tǒng)中的應(yīng)用較少，而后者具有傳輸距離長、受運(yùn)行環(huán)境干擾小、支持視頻無損再生等特點(diǎn)，使其在變電站通信系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用，如SDH，該光端機(jī)除具備自愈功能之外，還能夠組成光環(huán)網(wǎng)，適用于各種復(fù)雜通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

1.2 PCM

PCM是脈沖編碼調(diào)制的簡稱。它的出現(xiàn)為數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)，它能夠?qū)r間和取值連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為時間和取值離散的數(shù)字信號，并在此基礎(chǔ)上利用通信信道完成傳輸。PCM實(shí)質(zhì)上就是對模擬信號進(jìn)行抽樣、量化和編碼的過程。在變電站的通信系統(tǒng)當(dāng)中，PCM可將與電力有關(guān)的音頻、數(shù)據(jù)等模擬信號復(fù)用成2M數(shù)字信號，然后再利用光端機(jī)完成信號傳輸。

1.3 通信光纜

目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)常用的通信光纜有以下幾種：

1.3.1 OPGW

這是電力系統(tǒng)獨(dú)有的一種通信光纜，全稱為復(fù)合架空地線光纜，它除了具備通信光纖光纜的功能之外，還具有電力線路的地線功能，可用于系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的通信，也可用于一般的公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。該通信光纜的特點(diǎn)是容量大、抗干擾能力強(qiáng)、安全性高、穩(wěn)定可靠，并且在敷設(shè)時不占用線路走廊。由于該通信光纜可以起到屏蔽地線的作用，從而可以有效減小送點(diǎn)線路對周邊線路的電磁危害。

1.3.2 ADSS

這是一種全部有介質(zhì)組合而成的通信光纜，又被稱為全介質(zhì)自承式光纜，ADSS本身帶有支撐系統(tǒng)，可直接懸掛在電力桿塔上，由于它是非金屬光纜，所以不會遭到雷擊，從而提高安全性能，除此之外，線路的安裝和維護(hù)也比較簡單方便，具有良好的抗電痕腐蝕性能，抗拉強(qiáng)度好，適用于惡劣的環(huán)境，即使電力線路出現(xiàn)故障也不會影響ADSS的正常傳輸。

1.3.3 GYXTW

這是一種束管式光纜，它由光纖和松套管組成，該通信光纜具有重量輕、直徑小、易于敷設(shè)、造價低等特點(diǎn)，可用于變電站內(nèi)通信機(jī)房與保護(hù)室的通信。

2 變電站通信系統(tǒng)的故障問題分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)故障問題

通信出錯和通信網(wǎng)絡(luò)出錯是由于通信網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生的兩種情況，具體表現(xiàn)為：

2.1.1 通信出錯

在變電站通信系統(tǒng)中，若控制器局部網(wǎng)絡(luò)中的某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，就會造成通信出錯。某一節(jié)點(diǎn)故障主要包括三種情況：一是測量控制裝置的通訊芯片出現(xiàn)故障；二是測量控制裝置的電源連接脫落或損壞；三是測量裝置的通訊接線端子出現(xiàn)松動。

2.1.2 通信網(wǎng)絡(luò)出錯

變電站系統(tǒng)中通信管理機(jī)出現(xiàn)故障或CAN總線出現(xiàn)故障，都會造成通信網(wǎng)絡(luò)出錯。在通信管理機(jī)出現(xiàn)故障時，一般表現(xiàn)為通信芯片損壞或電路板損壞。除此之外，監(jiān)控系統(tǒng)中獲取的參數(shù)與實(shí)際校驗(yàn)位、波特率等參數(shù)出現(xiàn)偏差，也會造成通信管理機(jī)故障。在收發(fā)信號線或信號地線出現(xiàn)接線異常時，或CPU運(yùn)行異常時，也會導(dǎo)致通信管理機(jī)故障，使設(shè)備通訊口沒有報文發(fā)出；在CAN總線出現(xiàn)故障時，通常表現(xiàn)為通訊線路短路，該短路問題會直接導(dǎo)致后臺監(jiān)控系統(tǒng)的通訊串口運(yùn)行異常，或?qū)е驴偩€系統(tǒng)也出現(xiàn)短路問題。

2.2 通道故障問題

通信光纜線路在長期使用的情況下，受外界因素和自身因素的影響，易引發(fā)通道故障。外界因素方面，光纜線路若是受到動物撕咬、雷擊災(zāi)害等因素的作用，就會造成線路損壞；自身因素方面，光纜在使用中受水浸泡、電腐蝕、化學(xué)物質(zhì)腐蝕、溫差變化大等因素的作用，會加速光纜老化速度，造成通道故障。

2.3 誤碼故障問題

誤碼故障主要是由信號電壓衰變引起的，易導(dǎo)致通訊信號受到破壞，降低信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確率，最終出現(xiàn)誤碼。誤碼故障的產(chǎn)生主要有以下兩個影響因素：一是內(nèi)部因素，在通信系統(tǒng)中存在著各種干擾源，受干擾源影響易引起節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障，進(jìn)而造成通訊誤碼；二是外部因素，外部因素通常會造成突發(fā)誤碼，并且突發(fā)誤碼的發(fā)生頻率較高。這些因素包括變電站設(shè)備故障、電源瞬態(tài)干擾、靜電放電、電源接觸不良、設(shè)備電磁干擾等，在這些因素的作用下，易對通信系統(tǒng)產(chǎn)生脈沖干擾源，使通訊信號產(chǎn)生突發(fā)誤碼。

3 變電站通信系統(tǒng)故障處置的技術(shù)措施

3.1 故障處置措施

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)故障的處置

針對因通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)問題而導(dǎo)致的通信出錯故障，可采取以下故障處置方法：根據(jù)通信系統(tǒng)的報警信息提示，準(zhǔn)確定位發(fā)生故障的測控裝置，對測控裝置中的通訊線路是否正常進(jìn)行檢查。若線路出現(xiàn)脫落，則應(yīng)將其重新壓好歸位；若通信線路運(yùn)行正常，則可能是電路板出現(xiàn)故障，要及時更換電路板，并查看通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障是否修復(fù)。如果故障報警信息來源于通信管理機(jī)，那么需對CAN網(wǎng)進(jìn)行檢查，查看CAN網(wǎng)是否存在短路問題，及時更換出現(xiàn)問題的電源線。

3.1.2 通道故障的處置

針對光纜通道故障應(yīng)遵循先搶通、后修復(fù)的原則進(jìn)行故障處置。在處置過程中，先對主干線、主用設(shè)備和全程線路進(jìn)行故障處置，后對后支線、后備用設(shè)備和局部線路進(jìn)行故障處置。在通道故障處理中要收集齊全的數(shù)據(jù)資料，整理和分析故障數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)資料錄入光纜資料庫。同時，在日常運(yùn)維工作中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理和巡視檢查，要求現(xiàn)場標(biāo)識要規(guī)范，及時掌握故障信息。

3.1.3 誤碼故障的處置

在光纖通信中，針對誤碼故障可采用以下處置方法：檢查通信設(shè)備運(yùn)行情況和警告提示信息，不能僅憑故障處置經(jīng)驗(yàn)而對誤碼故障武斷地下結(jié)論，而是要使用各種測量工具檢測誤碼問題。如，使用2M誤碼測試儀、運(yùn)動數(shù)據(jù)分析儀對通信通道的傳輸情況進(jìn)行檢測，判斷誤碼故障的原因，并利用儀器輔助處理故障。在誤碼故障判斷過程中，可采用段落故障判斷法，先對數(shù)字段進(jìn)行辨別，然后根據(jù)系統(tǒng)分類判斷故障。在診斷中繼碼故障時，可使用光端機(jī)、PCD測試儀進(jìn)行診斷，及時更換出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)盤。若在更換備用盤之后依然出現(xiàn)誤碼故障，則應(yīng)繼續(xù)檢查電源運(yùn)行是否正常，查看電源接頭是否出現(xiàn)連接松懈，并重新連接牢固接頭。同時，還要檢查尾纖的盤繞方式是否正確，若盤繞方式不正確，會增加擠壓作用造成誤碼，所以必須更換受到擠壓的尾纖，恢復(fù)其正常程序。在判斷光纜是否是故障源時，可使用時域發(fā)射儀對光纜進(jìn)行檢查，檢測光纜是否存在不正常損耗，并采取有效措施來降低損耗。

3.2 通信系統(tǒng)維護(hù)方法

3.2.1 規(guī)范通信系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

為了保證變電站通信系統(tǒng)維護(hù)工作的有序開展，應(yīng)對維護(hù)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，制定技術(shù)規(guī)范書和系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)程，為開展通信系統(tǒng)維護(hù)工作提供執(zhí)行依據(jù)。在技術(shù)規(guī)范書中，要從保證通信系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、技術(shù)資料齊全完整的角度出發(fā)，明確各項(xiàng)操作流程；在通信系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)程中，要對綜合自動化產(chǎn)品、間隔設(shè)備、通訊設(shè)備的檢驗(yàn)方法進(jìn)行細(xì)化規(guī)定，要求檢驗(yàn)規(guī)程要有助于強(qiáng)化通信系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)管，保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.2 強(qiáng)化主站系統(tǒng)檢查

主站系統(tǒng)是變電站系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，所以必須做好主站系統(tǒng)的日常檢查與維護(hù)工作。在檢查過程中，要做好以下工作：重點(diǎn)查看主站系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)是否存在異常，檢查系統(tǒng)通道是否存在錯碼現(xiàn)象，并及時處理錯碼問題；檢查測控裝置是否存在通訊中斷情況，及時處理發(fā)現(xiàn)的問題；檢查變電站內(nèi)電壓無功控制裝置是否運(yùn)行正常，檢查繞組溫度是否處于正常溫度值范圍，消除通信系統(tǒng)運(yùn)行故障隱患，保障主站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.3 強(qiáng)化綜合自動化站端維護(hù)

加強(qiáng)對綜合自動化系統(tǒng)的維護(hù)，檢查監(jiān)控后臺是否運(yùn)行正常。在檢查過程中，運(yùn)維人員要仔細(xì)觀察電源和報警指示燈是否正常工作，檢查系統(tǒng)內(nèi)部各個重要的元件是否存在異常運(yùn)行，檢查接線溫度是否出現(xiàn)過熱問題。除此之外，還要對測控裝置進(jìn)行檢查，利用萬用表對其進(jìn)行回路檢測，掌握測控裝置的電壓變化，確保測控裝置運(yùn)行正常，從而保證整個通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2.4 加強(qiáng)通信機(jī)房的維護(hù)

通信機(jī)房中有眾多的通信設(shè)備，為有效防止這些通信設(shè)備發(fā)生故障，必須加強(qiáng)對機(jī)房的維護(hù)。一方面要使機(jī)房保持良好的電氣環(huán)境，可通過防靜電和防電磁干擾予以實(shí)現(xiàn)；另一方面，要保證機(jī)房內(nèi)的清潔，定期做好除塵工作，避免灰塵吸附到電路板或線路上而影響通信設(shè)備的運(yùn)行。

4 結(jié) 論

綜上所述，在變電站的運(yùn)行過程中，通信系統(tǒng)具有非常重要的作用。一旦其發(fā)生故障，將無法維持正常通信，這樣勢必會對變電站的運(yùn)行造成影響。

為此，有必要對通信系統(tǒng)的故障問題進(jìn)行全面地分析，并采取有效的方法和措施加以處置，同時還應(yīng)強(qiáng)化通信系統(tǒng)的維護(hù)工作，從而確保通信系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，最大限度地減少各種故障問題的發(fā)生。

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