淺談變電站綜合自動化通訊故障排查方法

陳瑞 林正勝 李巧榮

摘 要：變電站綜合自動化系統(tǒng)是將變電站遠(yuǎn)動四遙、繼電保護(hù)、測量儀表等二次系統(tǒng)功能綜合為一體，實(shí)現(xiàn)對變電站一次設(shè)備的監(jiān)視、控制、操作、故障隔離、故障記錄等，是保證變電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一種新型技術(shù)手段。變電站綜合自動化設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，將會直接影響當(dāng)?shù)睾笈_、調(diào)度和集控中心的正常監(jiān)控，對變電站的安全運(yùn)行造成隱患。為了快速恢復(fù)變電站綜合自動化系統(tǒng)正常運(yùn)行，排查設(shè)備故障的步驟和方法尤為重要。本文將對通訊故障排查的相關(guān)思路和方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：電力 自動化 通訊故障 方法 規(guī)約

中圖分類號：TJ81 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0103-01

目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)通常采用分散分布式與集中相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過間隔層、網(wǎng)絡(luò)層、站控層實(shí)現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備的信息采集、處理和發(fā)送，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響自動化數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1 間隔層單元的排查

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，通常把繼電保護(hù)、自動重合閘、故障錄波等功能綜合在一起的裝置稱為保護(hù)單元，而把測量和控制功能綜合在一起的裝置稱為測控單元，兩者通稱為間隔層單元。變電站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)動設(shè)備都是通過間隔層若干個智能電子裝置IED實(shí)現(xiàn)對各間隔狀態(tài)量、數(shù)字量的采集和控制功能。

1.1 IED菜單設(shè)置

在菜單設(shè)置中，往往包含：通訊方式（串口通訊方式、總線通訊方式、以太網(wǎng)通訊方式等）、通訊參數(shù)（裝置地址、波特率、校驗(yàn)方式等）、通訊規(guī)約等子菜單，正確選擇相應(yīng)的參數(shù)才能保證IED與網(wǎng)絡(luò)層正常通訊。

1.2 IED通訊插件設(shè)置

IED設(shè)備與設(shè)備之間、IED設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)層之間的通訊方式主要有：工業(yè)以太網(wǎng)通訊，RS-232C、RS-485、RS-422串口通訊，CAN總線、LonWorks總線通訊等方式。當(dāng)IED設(shè)備采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式時，可將調(diào)試電腦與IED設(shè)備連接通過“Ping”、“IPconfig”、“Tracert”、“Netstat”等命令測試IED設(shè)備以太網(wǎng)通訊狀況。當(dāng)IED設(shè)備采用串口通訊方式時，可通過調(diào)試電腦、波士轉(zhuǎn)換器、103規(guī)約測試軟件排查IED設(shè)備串口通訊是否正常。

1.3 檢修硬壓板

當(dāng)IED設(shè)備串口有103報(bào)文輸出，但發(fā)現(xiàn)報(bào)文內(nèi)容不正確，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)裝置檢修硬壓板投上，屏蔽了IED變位報(bào)文，故當(dāng)?shù)睾笈_信息顯示不正確。將檢修硬壓板退出后，后臺信息恢復(fù)正常。

2 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備的排查

網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)備主要包括：通訊管理機(jī)（規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置）、局域網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備，主要功能是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護(hù)管理，擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的任務(wù)。對下它可以管理各種IED，包括：保護(hù)、測控、自動裝置等，收集各種數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令，起到數(shù)據(jù)集中的作用；對上則通過設(shè)立開放式的站級網(wǎng)絡(luò)接口，與站控層建立聯(lián)系。當(dāng)IED設(shè)備采用串口通訊、總線通訊方式時，將會使用到通訊管理機(jī)。

2.1 通訊管理機(jī)參數(shù)規(guī)約設(shè)置

通訊管理機(jī)通常包含：通訊方式（串口通訊方式、總線通訊方式等）、通訊參數(shù)（波特率、校驗(yàn)方式等）、通訊規(guī)約、裝置地址等設(shè)置，只有通訊管理機(jī)各項(xiàng)設(shè)置與通訊的IED參數(shù)一致，才能保證通訊管理機(jī)和IED設(shè)備的正常通訊。在各項(xiàng)通訊參數(shù)中，通訊規(guī)約是啟動和維持通訊所必需的，它是關(guān)于信息傳輸順序、信息格式和信息內(nèi)容等事項(xiàng)的嚴(yán)格規(guī)定。

2.2 通訊管理機(jī)通訊插件設(shè)置

通訊管理機(jī)在硬件上可通過跳線實(shí)現(xiàn)多種通訊接口的選擇，只有正確選擇與IED通訊接口一致的跳線方式，才能保證通訊管理機(jī)與IED設(shè)備的正常通訊，反之，將造成間隔層設(shè)備無法與網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備進(jìn)行通訊（即：通訊管理機(jī)無法解析IED設(shè)備的103報(bào)文）。

2.3 通訊管理機(jī)裝置模板

在實(shí)際工作中我們往往會發(fā)現(xiàn)這樣一種情況：通訊管理機(jī)與IED設(shè)備通訊正常，并且能夠解析IED設(shè)備103報(bào)文，但檢查數(shù)據(jù)仍然發(fā)現(xiàn)不正確，這就涉及到裝置模板的問題。裝置模板可以理解為一個翻譯文本，它反映了不同IED 103規(guī)約與104規(guī)約的對應(yīng)關(guān)系，通過一一對應(yīng)的關(guān)系就能準(zhǔn)確無誤的將IED 103規(guī)約信息解析并轉(zhuǎn)換成104規(guī)約送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。

3 站控層設(shè)備的排查

總控單元用于依照調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的要求，采用遠(yuǎn)動規(guī)約將變電站內(nèi)IED設(shè)備的遙測、遙信、遙控、遙脈等數(shù)據(jù)，通過模擬、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)等通道傳送給主站系統(tǒng)。常見問題主要涉及到總控單元的軟硬件設(shè)置及遠(yuǎn)動規(guī)約等內(nèi)容。

3.1 總控單元的軟硬件設(shè)置

工作中為了將變電站自動化信息傳送給遠(yuǎn)方調(diào)度或集控中心，需要選擇與遠(yuǎn)方終端一致的通訊參數(shù)，包括：裝置地址、端口類別、通道類型等。此外還應(yīng)該注意總控單元串口通訊方式是否有跳線等設(shè)置。如果在硬件上未注意跳線等問題，會造成遠(yuǎn)方調(diào)度或集控中心通道中斷。

3.2 遠(yuǎn)動通訊規(guī)約

總控單元還涉及到通訊參數(shù)（波特率、校驗(yàn)方式、串口類別等）和遠(yuǎn)動規(guī)約選擇。工作中常用的遠(yuǎn)動規(guī)約包括主動上送式（循環(huán)上送）規(guī)約：CDT、Polling、Disa規(guī)約和問答式規(guī)約：IEC60870-5-101、IEC60870-5-104規(guī)約。以下實(shí)際案例，在處理110 kV變電站和集控中心聯(lián)調(diào)工作中遙控?zé)o法成功執(zhí)行的處理思路，在這起案例中充分體現(xiàn)了熟練掌握通訊協(xié)議及報(bào)文的重要性，可供大家參考。

例1 主站（遙控預(yù)置）：68 09 09 68 73 01 2D 01 06 01 01 0B 81 36 16

單點(diǎn)遙控

子站（遙控返校）：68 09 09 68 80 01 2E 01 07 01 01 0B 81 44 16

雙點(diǎn)遙控

分析：通過分析報(bào)文，可看出由于變電站和集控中心單點(diǎn)遙控和雙點(diǎn)遙控設(shè)置不一致，造成遙控?zé)o法成功。處理方法只需將變電站和集控站遙控單雙點(diǎn)設(shè)置修改一致，即可成功遙控。

在處理調(diào)度中心、集控中心等遠(yuǎn)方終端通訊中斷缺陷時，我們首先應(yīng)該檢查自動化設(shè)備的運(yùn)行情況，在變電站側(cè)可使用調(diào)試電腦、波士轉(zhuǎn)換器和規(guī)約調(diào)試軟件等對總控單元通訊端口進(jìn)行檢查，在檢測過程中常常會使用到收發(fā)自環(huán)、模擬主站等手段。在排除自動化設(shè)備通訊正常后再對通信設(shè)備（PCM、PDH、SDH）進(jìn)行檢測，最終消除缺陷。

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