應(yīng)用IEC101/104報(bào)文快速排查變電站通信故障

大連供電公司　唐宏丹 王旭 楊福有 周?chē)?/p>

應(yīng)用IEC101/104報(bào)文快速排查變電站通信故障

大連供電公司唐宏丹 王旭 楊福有 周?chē)?/p>

針對(duì)七賢嶺66kV變電站改造工程調(diào)試期間出現(xiàn)的各種遠(yuǎn)動(dòng)通信故障，提出了通過(guò)解讀IEC101、IEC104報(bào)文來(lái)快速排查故障的方法。文章列舉了一些實(shí)際故障案例，通過(guò)解析報(bào)文，能排查故障范圍，確定故障性質(zhì)，快速準(zhǔn)確地排查出故障，保證改造工程的順利進(jìn)行。

通信故障IEC101IEC104

0　引言

隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與推廣，IEC60870-101規(guī)約在大連地區(qū)的變電站應(yīng)用越來(lái)越普及，近幾年改造的原有繼電器式、集中式遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)基本都采用了分層分布式的監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)2M數(shù)字通道與主站通信。伴隨著調(diào)度三級(jí)數(shù)據(jù)網(wǎng)的完善，66kV變電站也具備了網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的可能，由于104規(guī)約的錯(cuò)誤重傳機(jī)制使得其比101規(guī)約更加可靠，在大連電網(wǎng)的應(yīng)用越來(lái)越多。在改造調(diào)試的過(guò)程中，由于停電時(shí)間短，工期較緊，需要我們?cè)诒M可能短的時(shí)間內(nèi)調(diào)試驗(yàn)收完畢，而IEC101/104規(guī)約配置靈活，自由度較高，各廠家對(duì)規(guī)約的解釋執(zhí)行也不盡相同，這就需要熟悉規(guī)約適用的物理接線及通信原理。本文通過(guò)幾個(gè)實(shí)例，介紹了通過(guò)觀察101/104報(bào)文實(shí)現(xiàn)快速排查物理接線及參數(shù)配置方面的錯(cuò)誤。

1　故障現(xiàn)象

1）該站與地調(diào)主站采用數(shù)字通道2Mbit/s進(jìn)行通信，當(dāng)物理接線都連接好后，發(fā)現(xiàn)ISA301D通信機(jī)接收不到主站下發(fā)的“10 69 01 6A 16 ”召喚鏈路的報(bào)文，采用逐段排除法，把SW7232 E1轉(zhuǎn)換器的波輪開(kāi)關(guān)8撥到“on”的位置，可以在E1轉(zhuǎn)換器的前面板看到TD燈快速閃，主站側(cè)查看報(bào)文10 69 01 6A 16環(huán)回成功，由此證明，主站到E1轉(zhuǎn)換器的2M通道完好，再短接端子排上面的串口通信232線TD/RD，主站側(cè)無(wú)法看到環(huán)回報(bào)文，最后發(fā)現(xiàn)是由于有2臺(tái)E1轉(zhuǎn)換器，它們的25針串口線正好顛倒了，在端子排實(shí)際短接的是另一臺(tái)E1的TD/RD，所以不能環(huán)回。把該串口線顛倒后，主站能收到環(huán)回報(bào)文。

2）按照《遼寧電網(wǎng)典型監(jiān)控點(diǎn)表》做好遙信、遙測(cè)、遙控點(diǎn)表，與主站設(shè)置相同的波特率，確定好廠站側(cè)地址及數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型，下裝至ISA301D后進(jìn)行調(diào)試，廠站側(cè)E1轉(zhuǎn)換器的TD/RD閃爍正常，主站未收到變化遙測(cè)的報(bào)文，但在前置機(jī)RECEIVE到了奇怪的2字節(jié)報(bào)文，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是廠站側(cè)2臺(tái)ISA301D通信機(jī)的101規(guī)約沒(méi)有設(shè)置偶校驗(yàn)，導(dǎo)致回復(fù)的報(bào)文直接被主站當(dāng)做錯(cuò)誤報(bào)文過(guò)濾掉了。在廠站側(cè)通信機(jī)上面修改了“偶校驗(yàn)”后，主站側(cè)觀察報(bào)文正常。

3）遙控功能調(diào)試之前，在廠站側(cè)做好防止誤操作的安全措施，工作票上面明確要求退出運(yùn)行間隔的“遙控壓板”，在做10kV101間隔開(kāi)關(guān)遙控時(shí)，返校不成功，查看報(bào)文如下

SEND：68 09 09 68 53 01 2e 01 06 01 01 60 02 ed 1

RECV:10 a0 01 a1 16

SEND：10 7a 01 7b 16

RECV: 68 09 09 68 80 01 2e 01 47 01 01 60 02 5b 16

發(fā)現(xiàn)回給主站的報(bào)文傳輸原因是47“未知的信息對(duì)象地址”而不是07“激活確認(rèn)”，這種情況一般是信息體地址相差較大引起的，查看廠站側(cè)的101配置參數(shù)，原來(lái)是起始地址設(shè)為了0b01H，而主站側(cè)設(shè)為6001H，更改參數(shù)后，遙控返校正確，但是101開(kāi)關(guān)并沒(méi)有合閘，在101測(cè)控裝置上也沒(méi)有看到遙控記錄，但是在102間隔看到了遙控選擇和執(zhí)行記錄，由于該間隔遙控壓板是退出狀態(tài)，所以沒(méi)能合閘。這是由于遙控雙方遙控起始點(diǎn)號(hào)約定不一致造成的。一般主站側(cè)遙控點(diǎn)表從0開(kāi)始，而廠站側(cè)遙控點(diǎn)從1開(kāi)始。把廠站側(cè)的遙控表第一點(diǎn)增加一條空記錄后遙控正常。所以在進(jìn)行遙控功能調(diào)試時(shí)，如果遙控選擇的返校不成功，首先應(yīng)確認(rèn)廠站側(cè)二次回路沒(méi)有問(wèn)題，遙控壓板投入正確。IEC101規(guī)約有單點(diǎn)遙控和雙點(diǎn)遙控兩種選擇，在參數(shù)設(shè)置時(shí)遙控雙方應(yīng)保持一致，大連電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化通常選擇雙點(diǎn)遙控。

4）在數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)屏內(nèi)把2臺(tái)路由器、2臺(tái)交換機(jī)正確連接，根據(jù)分配的loopback地址、互聯(lián)地址和管理地址配置路由器和交換機(jī)，把2臺(tái)通信管理機(jī)到數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)屏的交換機(jī)的網(wǎng)線連接好，開(kāi)始調(diào)試IEC104規(guī)約。連接示意圖如下圖所示。

主站側(cè)104規(guī)約前置有2臺(tái)服務(wù)器，其中一臺(tái)做主服務(wù)器時(shí)，104規(guī)約報(bào)文正常，但是另一臺(tái)做主服務(wù)器時(shí)，該站的104通信中斷。在數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)上通過(guò)筆記本ping網(wǎng)關(guān)正常，但是只能ping到主站一臺(tái)服務(wù)器，這種情況會(huì)造成主站2臺(tái)服務(wù)器切換時(shí)，與該站的IEC104通信中斷。分別查看主站、廠站的規(guī)約配置，是廠站側(cè)通信機(jī)的104規(guī)約“是否設(shè)置主備”沒(méi)勾選。選中該項(xiàng)后，ping報(bào)文到主站主備服務(wù)器正常。所以在通信機(jī)的104配置文件中，應(yīng)確保添加了所有主站104前置服務(wù)器的IP，并且主備關(guān)系確定好。

圖　數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)屏內(nèi)設(shè)備的連接示意圖

IEC104實(shí)際就是IEC101規(guī)約的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在101規(guī)約里面需要注意的問(wèn)題在104里面同樣適用，但是也有一些不同，如104規(guī)約的通信雙方需約定傳輸原因是3個(gè)字節(jié)還是2個(gè)字節(jié)，平衡式傳輸方式下廠站側(cè)作為服務(wù)器，多長(zhǎng)時(shí)間響應(yīng)主站的總召命令，根據(jù)站內(nèi)遙信、遙測(cè)的信息量，確定好遙測(cè)死區(qū)的范圍，保證既不因死區(qū)過(guò)大而長(zhǎng)時(shí)間主站數(shù)據(jù)不刷新，也不因死區(qū)過(guò)小而大量數(shù)據(jù)上傳主站造成數(shù)據(jù)擁塞。

5）該站改造工程快結(jié)束時(shí)，已經(jīng)有IEC101/104 2路通道向集控主站傳輸數(shù)據(jù)，主站在比較雙源數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)10kV103間隔的開(kāi)關(guān)遙信位置不一致，其中104通道上傳的遙信數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符。廠站側(cè)在后臺(tái)機(jī)觀察103間隔開(kāi)關(guān)位置正確，實(shí)際分合開(kāi)關(guān)時(shí)，后臺(tái)機(jī)103開(kāi)關(guān)也隨著變位，但是104報(bào)文觀察該間隔遙信數(shù)據(jù)一直是0。在ISA301D遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)上面查看報(bào)文，當(dāng)時(shí)是第二臺(tái)通信管理機(jī)通過(guò)IEC104與主站通信，而第一臺(tái)通信管理機(jī)用IEC101與主站通信。該站與主站的通信機(jī)制是2臺(tái)通信機(jī)，那一臺(tái)先建立鏈路連接哪一臺(tái)做主，所以在IEC104規(guī)約通道上面，是第二臺(tái)通信機(jī)做主；而101規(guī)約通道上面，是第一臺(tái)做主，2臺(tái)通信機(jī)分別在站內(nèi)的A/B網(wǎng)。當(dāng)時(shí)103間隔的A網(wǎng)口正常通信，B網(wǎng)口虛接，所以造成了B網(wǎng)上面的通信機(jī)2采集不到103間隔的數(shù)據(jù)，只能組織數(shù)據(jù)“0”上傳給主站。把B網(wǎng)口網(wǎng)線接實(shí)后，104通道數(shù)據(jù)正常。

2　經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)需要傳輸大量的變電站數(shù)據(jù)供調(diào)度員及相關(guān)管理人員決策判斷，IEC101規(guī)約能夠快速大量的傳輸數(shù)據(jù)，而IEC104規(guī)約促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。但是由于理解的不同，目前在工程實(shí)踐中還有一些問(wèn)題，需要通信雙方保證規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)性和一致性。當(dāng)采用IEC101規(guī)約通信時(shí)，在通道驗(yàn)證無(wú)誤的情況下，通信雙方要首先確定好鏈路地址、傳輸速率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位、啟停位的配置，一般數(shù)字通道采用2400bit/s，模擬通道采用1200bit/s，偶校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、啟停各1位。確定好通信參數(shù)后，雙方仍需約定遙信、遙測(cè)、遙控的起始地址，信息體地址字節(jié)數(shù)，遙控采用單點(diǎn)還是雙點(diǎn)等配置參數(shù)。當(dāng)采用IEC104規(guī)約通信時(shí)，除了上述問(wèn)題，還應(yīng)注意跳幀時(shí)的TCP/IP重新連接，雙方通信時(shí)連續(xù)發(fā)一定數(shù)量的I幀后應(yīng)有S幀確認(rèn)等，即雙方應(yīng)有合理的傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制，同時(shí)防止接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)溢出。

3　結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)化調(diào)試通道及對(duì)試的過(guò)程中，報(bào)文監(jiān)測(cè)分析是一個(gè)很好的工具，通過(guò)報(bào)文，能夠最直觀地反映問(wèn)題所在并快速解決。而且隨著電力系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸效率和安全性的要求越來(lái)越高，IEC101/104會(huì)取代原有的CDT、1801規(guī)約成為電網(wǎng)信息傳輸?shù)闹饕?guī)約，需要自動(dòng)化調(diào)試人員熟練掌握上述規(guī)約，在調(diào)試及處理故障時(shí)才能快速準(zhǔn)確。