变电站远动通信中断故障分析范文

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《电气技术杂志》2014年第七期

1远动信息传输原理

远动通道是连接厂站端与主站端的“高速公路”，因此，远动信息通过远动通道进行传送，根据传输的内容不同，远动通道可分为网络通道和模拟通道两种。所谓的网络通道即数字通道，是指以以太网的传输规约，通过调度数据网进行通信。而模拟通道则采用调制解调器（MODENM）进行通信。远动通道根据带宽和传输速率不一样，可采取数字微波通道、卫星通道及光纤通道等方式。由此可见，远动通道是信息传输的关键，被控站与调度端双方交流顺畅又依赖于语言介质（传输规约）。1）以太网传输规约IEC104规约是专用于以太网传输的电力规约，具有通过网络连接的握手过程与I、S类帧具有帧系列号，不正确的系列号将迫使网络连接中断等的重要特点。IEC104规约采用问答式信息传输模式，对信道要求高，须为双向通道。若调度端要得到厂站端的监视信息，必须向其发送查询命令报文。厂站端按照收到的不同类型命令报文发送回答报文。在远动通道调试常常根据通信报文来诊断故障。2）串行通信传输规约计算机通信的基础是同步，发送端时钟频率须等于接收端传输时钟频率、相位一致的运转。可以理解为两端速率相同，码元起止时刻相同。串行通信指信息一位一位传输，对应计算机RS232串口。适用于串行通信的规约有IEC101规约、CDT规约等。其中IEC101规约属于问答式规约，和IEC104规约传输规则一致，不再重复。而CDT规约属于循环式规约，被控站不停地向调度端发送遥信、遥测、变位等数据，要求发送端与接收端始终保持严格同步，信息按照预先约定好的顺序依次循环发送。正常运行时，上行通道端子变化频率在2730～3030Hz之间，电压幅值在0.2～0.7V左右。当电压及频率超过以上范围，甚至没有频率或电压，是由于没有发送远动数据的原因，说明远动装置或MODEM有问题；若电压和频率都正常，应通知通信班或主站端人员配合检查。

2故障诊断与处理

掌握常规综自站远动通信结构图、远动信息原理传输原理以及通信传输所采用规约相关知识后，不难对常规站发生通信中断故障部位和原因进行归纳和总结。据笔者长期消缺经验，可以把此类通信故障划分为设备故障、通道故障和软件故障或参数不匹配。

2.1设备故障由图1可知，通信每一个环节中设备故障都会造成通信中断，比如站内设备：MODEM被雷击、远动机坏以及远动信息传输设备：DDF（数字配线架）坏或2M头焊接不牢固、PCM设备坏、2M协议转换器摔坏等，硬件设备损坏自然会使通道中断或严重误码，因此保证硬件设备的良好运行状态，是维护工作的重中之重。

2.2通道故障如前所述，远动通道是连接厂站端与主站端的“高速公路”，因此远动信息传输的可靠性已经成为调度自动化系统稳定，准确可靠运行的重要保证。随着电力通信系统的发展以及SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）系统的广泛应用，越来越多的用户选择用数据通道来传输信号，常见的有RS-232，RS-485，以及快速发展起来的以太网等数据通道。之所以数据通道用来传输信号，除了光纤具有很强的抗干扰能力外，其他几种传输方式都会受到各种电磁干扰的影响，特别是经过多次转接，传输过程中的误码率很高。当被控站发生远动通道中断时，调度端无法监视站端设备运行情况，直接屏蔽了监控人员对在运设备的监控功能，是对电网安全稳定危害性最大的问题之一，根据实际情况，提出以下处理方法：如果被控站采取的单通道，根据远动信息传输原理快速查找出故障点，可用排除法，首先用两根短接线去短接MODEM收发接线端子，如果远动机能收发报文或者MODEN收发灯均正常闪烁，说明从远动机到MODEM这一截通信正常，继续短接通信屏配线架网线收发端子，若远动机有收发报文，说明从远动机到DDF这一截没问题，如果没有收发报文可进一步检查是这段网线不正常还是DDF设备出现问题或打线不牢固等，然后被控站终端用环回法请主站端或调度端人员配合看能否看到报文，直至查出问题所在。如果多个厂站同时发生远动通道故障，调度端画面数据不刷新，可以先测试故障变电站的局内电话，来判断是否某个主要节点上的通信设备故障，检查有关变电站通信网络的运行情况，发现异常报修处理，否则检查调度自动化系统前置服务器，对服务器进行主备切换试验，排查服务器的自身问题。

2.3软件故障或参数不匹配除了双方采用通信传输规约必须一致外，被控站和调度端双方的MODEM跳线必须一致，否则即使通道正常，也将无法通信。因此MODEM的波特率、频偏，中心频率必须一致。而采取网络通道传输的被控站如果加设二次安防设备，一定要检查安全防护设备包括防火墙、加密认证装置、交换机等设备的正常运行与否。当被控站采用串行通信传输规约，要清楚使用的是101规约还是CDT规约。101规约属于问答式规约，调度端先向站端发送数据请求，远动装置再向调度端传送相应数据。MODEM装置上RXD（收）灯和TXD（发）灯会交替闪烁，先是RXD灯闪烁，后是TXD灯闪烁。若RXD灯闪烁，TXD灯不闪烁，说明MODEM设置不正确或不匹配或者是远动装置有故障；若RXD灯不闪烁，说明远动装置收不到调度端的询问，应检查通道是否正常。而CDT规约，属于循环式规约，厂站端不停地向主站发送数据，适用于点到点的远动通道结构。正常运行时，上行通道端子变化频率在2730～3030Hz之间，电压幅值在0.2～0.7V左右。当电压及频率超过以上范围，甚至没有频率或电压，是由于没有发送远动数据的原因，说明远动装置或MODEM有问题，若电压和频率都正常，应通知通信班或主站端人员配合检查。在使用CDT规约时，正常情况下，TXD灯会不停地闪烁，RXD灯会偶尔闪烁，排除MODEM故障后，使用通道故障环回法和排除法检查。当被控站采用以太网传输规约，远动规约配置要正确，否则即使通道正常也无法与调度端保持正常通信。以太网传输规约配置服务器端口号固定为2404，主站通道IP地址设置为地调分发给被控站IP地址。网口号为协转装置实际连接远动机端口，必须填写正确，否则无法正常通信。另外采用网络通道通信的常规站与调度端所采用的2M转换器须型号一致，且规约配置相当，才能正常通信，可根据转换器的指示灯状态来判断故障点，具体现象要具体分析，这里不再详述。

3案例分析

由于篇幅有限，本文仅举一个实际工作中遇到的案例。2013年8月，贵州省六盘水市110kV大营变电站（以下简称“大营变”）发生通信中断，地区调度主站运行人员通过DF8003调度自动化系统发现全站数据不刷新，失去对大营变监控。作为调度自动化工作人员，我们在接到部门上报的紧急缺陷通知后，第一时间赶赴到现场。进站以后看到事故的表象为远动屏里两个MODEM装置TXD灯不停闪烁，RXD灯常灭，与此同时CD灯一直亮红色（处于告警状态）。大营变远动通信情况是这样：远动装置是采用长圆深瑞的ISA301C装置，据厂家介绍此款装置有内置MODEM，采用模拟通道，与主站通信是CDT规约。根据表象快速判断故障可能出在MODEM上或远动通道上，但是通过缕清回路，我们发现大营变既可以用内置MODEM又可以采取外置MODEM通信，当然找回路过程中颇为周折（主要是线路标牌不清楚有错误）。根据经验我们用环回法，逐一排除了站内RTU装置到MODEM通信正常，MODEM到避雷装置出线通信正常，避雷装置出线到DDF配线架通信正常，最后请通信班人员协助排查了从大营变到地调通道正常。至此通道正常，硬件也正常。我们快速判断只有一种可能过，就是两边所用MODEM设备单方面被改动，造成MODEM设置不一致，以致无法正常通信。最后我们尝试把大营变跳线设置更改为中心频率2880Hz、波特率600、频偏+150，结果大营变通信恢复正常，但厂站数据不刷新，这时我们凭经验重启了下远动机，目的是让RTU重读程序一遍，最终数据刷新。在与调度端核实了一遍数据后，但是调度端人员遥控预置开关，不能执行遥控命令，通过调度端通过上送的报文分析，为大营变厂站地址（即RTU号设置不正确）。

4结论

为使数据有效可靠的传输，正确并快速处理好通信中断故障非常关键。本文给出了常规综自站远动通信结构及其远动信息传输原理，举了大营变通信中断实例，探讨了快速消除变电站通信中断或通信异常问题的方法。而如今，数字化变电站技术虽然不是十分成熟，但是正有逐渐取代综自站的的趋势，本文尚未对采用IEC61850规约的数字化站发生通信问题进行探讨和分析，在今后工作中有待于进一步学习。

作者：万立勇沈立胜肖辉谭兴单位：贵州电网公司六盘水供电局广西电网公司南宁供电局贵州大学电气工程学院