變電站自動(dòng)化通信報(bào)文丟包故障處理

段慧娟 李 佳

（云南電網(wǎng)公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

1 引言

變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化功能。變電站內(nèi)通信數(shù)據(jù)可靠傳輸是實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化功能的重要保障。本課題就我局 220kV新云變電站 II期工程中自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員發(fā)現(xiàn)NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信存在通信報(bào)文丟包問(wèn)題進(jìn)行深入的探討分析，并提出實(shí)際可行的解決方案。

2 選題理由

2010年05月在220kV新云變II期工程中，自動(dòng)化技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)對(duì) 35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置發(fā)遙控命令及調(diào)取保護(hù)定值時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)遙控超時(shí)、保護(hù)定值調(diào)取失敗及自動(dòng)化四遙信息丟失情況，但總控NSC300沒(méi)有通信中斷的告警信號(hào)。這種設(shè)備的異常運(yùn)行情況將會(huì)導(dǎo)致四遙信息準(zhǔn)確率達(dá)不到100%，開(kāi)關(guān)、刀閘遠(yuǎn)方遙控成功率達(dá)不到 99.99%，不滿(mǎn)足220kV新云變電站無(wú)人值班的要求。為此，自動(dòng)化班QC小組把實(shí)現(xiàn)220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信作為研究課題。

3 現(xiàn)狀調(diào)查及目標(biāo)設(shè)定

220kV新云變綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用南瑞科技NSC300總控裝置作為變電站核心控制設(shè)備，與全站二次設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能，35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置型號(hào)為 RCS-9600系列。相同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在我局220kV臨滄變、110kV北郊變、110kV鳳慶變等多個(gè)變電站使用，這些變電站總控與保護(hù)裝置通信均沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)異常情況，各站情況如表1所示。

表1 相同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)各站情況表

與南瑞科技技術(shù)人員進(jìn)行咨詢(xún)，NSC300總控自投入運(yùn)行以來(lái)，未發(fā)生過(guò)與 RCS-9600系列保護(hù)裝置通信異常情況。所以我們將活動(dòng)目標(biāo)設(shè)定為實(shí)現(xiàn)220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信。

4 原因分析

NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信異常情況是偶爾發(fā)生的，并且發(fā)生時(shí)會(huì)出現(xiàn)遙控超時(shí)、保護(hù)定值調(diào)取失敗及自動(dòng)化四遙信息丟失等情況，且總控NSC300沒(méi)有通信中斷的告警信號(hào)。針對(duì)這一情況，小組人員采用重復(fù)對(duì) 35kV開(kāi)關(guān)發(fā)遙控命令，在NSC300總控上截取通信報(bào)文進(jìn)行分析的方法，來(lái)查找 NSC300總控與35kV保護(hù)裝置通信異常的原因。

（1）遙控試驗(yàn)成功截取的報(bào)文

遙控選擇

對(duì)截取報(bào)文分析發(fā)現(xiàn)，35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置部分上傳報(bào)文有異常情況。將截取報(bào)文發(fā)給南瑞科技技術(shù)人員，分析后答復(fù)報(bào)文有丟包情況，NSC300總控在收到丟包的報(bào)文時(shí)會(huì)當(dāng)作亂碼處理，NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信報(bào)文丟包是NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信存在異常的主要原因。小組人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通道走向及通信網(wǎng)絡(luò)走向（見(jiàn)圖1、圖2），分析引起NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信報(bào)文丟包的原因如圖3所示。

5 確定主要原因

（1）設(shè)備質(zhì)量差：現(xiàn)場(chǎng)查看設(shè)備合格證及出廠(chǎng)測(cè)試記錄，設(shè)備質(zhì)量合格，非主因。

（2）裝置安裝不正確：經(jīng)與設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)，設(shè)備安裝正確，非主因。

（3）選錯(cuò)規(guī)約：對(duì)裝置選用規(guī)約進(jìn)行檢查，規(guī)約選擇正確，非主因。

圖1 NSC300總控與站內(nèi)35kV保護(hù)小室裝置的通道走向平面圖

圖2 NSC300總控與站內(nèi)35kV保護(hù)小室裝置的通信網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖3 NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信異常分析

（4）規(guī)約參數(shù)配置有誤：經(jīng)檢查總控及保護(hù)裝置規(guī)約參數(shù)配置正確，非主因。

（5）雙絞線(xiàn)質(zhì)量不合格：經(jīng)測(cè)試，屏蔽雙絞線(xiàn)質(zhì)量合格，非主因。

（6）傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)衰弱：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，屏蔽雙絞線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)300m，咨詢(xún)廠(chǎng)家后得知，屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸速率達(dá)到1Mbps的傳輸距離不超過(guò)120m，過(guò)長(zhǎng)的傳輸距離信號(hào)會(huì)發(fā)生衰耗，是主因。

（7）接線(xiàn)不正確：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，現(xiàn)場(chǎng) RS485接線(xiàn)方式正確，非主因。

（8）途中電磁信號(hào)干擾嚴(yán)重信號(hào)失真：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，屏蔽雙絞線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩臺(tái)主變，主變電磁干擾嚴(yán)重，而相同路徑光纖傳輸?shù)?35kV保護(hù)小室測(cè)控裝置信號(hào)無(wú)異常，是主因。

小組人員認(rèn)為造成保護(hù)報(bào)文丟失的主要原因有：1、傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)衰弱；2、途中電磁信號(hào)干擾嚴(yán)重信號(hào)失真。

6 制定對(duì)策方案

（1）提出對(duì)策方案

方案一：新增設(shè)備。在 35kVI段保護(hù)小室及35kV Ⅱ段保護(hù)小室中各增加1套NSC300總控接入保護(hù)裝置，通過(guò)以太網(wǎng)接入主控樓NSC300總控；方案二：更換設(shè)備。更換 35kV 保護(hù)小室保護(hù)裝置為南瑞科技保護(hù)裝置，通過(guò)以太網(wǎng)接入主控樓NSC300總控；方案三：更換傳輸介質(zhì)。利用35kV保護(hù)小室到主控樓備用光纖，采用RS485光纖規(guī)約轉(zhuǎn)換器接入NSC300總控。

（2）研究、確定所采取的對(duì)策

35kV保護(hù)小室到主控樓有兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)設(shè)備與總控連接用屏蔽雙絞線(xiàn)構(gòu)成的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)控裝置與總控連接用光纖（6芯光纖現(xiàn)已使用2芯）構(gòu)成的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。35kV保護(hù)小室保護(hù)設(shè)備與測(cè)控裝置所用規(guī)約不同,所以不能用以太網(wǎng)直接接入測(cè)控裝置，需經(jīng)總控轉(zhuǎn)換規(guī)約后方能接入。小組人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)查找資料及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出：對(duì)策方案一及對(duì)策方案三兩個(gè)方案均可采用，實(shí)施成功的話(huà)均可到達(dá)效果。對(duì)策方案一需新增測(cè)控裝置兩套（6萬(wàn)元）并需在現(xiàn)場(chǎng)新增屏柜進(jìn)行組屏；對(duì)策方案三需增加RS485光纖規(guī)約轉(zhuǎn)換器2套（0.3萬(wàn)元）使用備用光纖在現(xiàn)有屏柜上安裝。按先易后難、投資費(fèi)用由低到高的原則小組決定采用對(duì)策方案三解決問(wèn)題。

（3）制定對(duì)策表（見(jiàn)表2）

7 對(duì)策方案實(shí)施

小組對(duì)方案三實(shí)施進(jìn)行討論后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，取得一致意見(jiàn)，便分工進(jìn)行實(shí)施（對(duì)策方案實(shí)施步驟表見(jiàn)表3、實(shí)施效果確認(rèn)表見(jiàn)表4）。

圖4為加裝的RS485/光纖轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物示意圖。

圖5為改動(dòng)后NSC300總控與站內(nèi)35kV保護(hù)裝置的通道走向平面圖。

圖6為改動(dòng)后NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信網(wǎng)絡(luò)示意圖。

表2 對(duì)策表

表3 對(duì)策方案實(shí)施步驟表

表4 實(shí)施效果確認(rèn)表

圖4 加裝的RS485/光纖轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物示意圖

圖5 改動(dòng)后NSC300總控與站內(nèi)35kV保護(hù)裝置的通道走向平面圖

8 效果檢查

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，35kV部分的四遙信息數(shù)據(jù)正確，NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信正常，滿(mǎn)足無(wú)人值班站要求（活動(dòng)前后各指標(biāo)比較如圖7所示）。實(shí)現(xiàn)了220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信，成功完成課題預(yù)定目標(biāo)。

本次QC活動(dòng)，小組結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定了合理的對(duì)策方案并加以落實(shí)實(shí)施（實(shí)施成本為3000元），取得了良好的直接經(jīng)濟(jì)效益（較傳統(tǒng)采用新增設(shè)備解決方法節(jié)省5.7萬(wàn)元）。且實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的自動(dòng)化數(shù)據(jù)，為調(diào)度運(yùn)行人員提供了準(zhǔn)確的電網(wǎng)運(yùn)行潮流，提高了調(diào)度運(yùn)行人員的掌控能力，具有較高的社會(huì)效益。

9 制定鞏固措施

（1）將改動(dòng)后的圖紙（通道走向圖及網(wǎng)絡(luò)示意圖）納入新云變圖紙資料歸檔，納入班組作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及班組管理中，并報(bào)生技部批準(zhǔn)。

（2）到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，二期工程中通道及網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)圖紙為更改后的圖紙，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，及時(shí)提出整改意見(jiàn)并督促現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)到位。

（3）今后對(duì)于新建或改擴(kuò)建的變電站，自動(dòng)化人員將針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備接入情況認(rèn)真審核，提出合理要求，防止類(lèi)似問(wèn)題再次發(fā)生，保障自動(dòng)化設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖6 改動(dòng)后NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖7 活動(dòng)前后各指標(biāo)比較圖

10 結(jié)論

通過(guò)此次 QC小組活動(dòng)的開(kāi)展，小組全體成員積極參與、團(tuán)結(jié)一致，提出了切實(shí)可行的解決方案，實(shí)現(xiàn)了220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信，并為今后新建或改擴(kuò)建的變電站提供了合理化意見(jiàn)。通過(guò)此次活動(dòng)提高了小組成員的溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及現(xiàn)場(chǎng)分析、解決問(wèn)題的能力等（活動(dòng)前后各項(xiàng)狀態(tài)評(píng)價(jià)比較情況見(jiàn)表5）。今后我們將結(jié)合生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題，繼續(xù)深入開(kāi)展QC小組活動(dòng)。

表5 活動(dòng)前后各項(xiàng)狀態(tài)評(píng)價(jià)比較表