變電站通信系統(tǒng)故障處理研究

張娜 桑洋 王智杰

(國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司,山東菏澤 274000)

變電站通信系統(tǒng)故障處理研究

張娜 桑洋 王智杰

(國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司,山東菏澤 274000)

變電站通信系統(tǒng)是變電站的重要組成部分,隨著近年來國家電網(wǎng)公司推廣和普及智能電網(wǎng)的腳步日益加快,變電站通信系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了全光纖覆蓋,變電站智能化進(jìn)入了發(fā)展的加速期,其運(yùn)行的可靠性和自動化水平顯著提升。但是,變電站運(yùn)行過程中依然會出現(xiàn)一系列通信問題,如果沒有及時發(fā)現(xiàn)處理故障,將會影響變電站的安全運(yùn)行。本文首先介紹了變電站通信系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),然后總結(jié)了通信系統(tǒng)常見的幾類典型故障,并分析了其處理方法,具有一定的現(xiàn)實意義,能夠為變電站通信系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作提供參考。

變電站 通信系統(tǒng) 故障處理

1　引言

變電站通信系統(tǒng)是變電站的重要組成部分，隨著近年來國家電網(wǎng)公司推廣和普及智能電網(wǎng)的腳步日益加快，變電站通信系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了全光纖覆蓋，變電站智能化進(jìn)入了發(fā)展的加速期，其運(yùn)行的可靠性和自動化水平顯著提升。但是，變電站運(yùn)行過程中依然會出現(xiàn)一系列通信問題，例如通信網(wǎng)絡(luò)故障、光纜通道故障、光纖通道故障或誤碼等。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)處理故障，將會影響變電站的安全運(yùn)行。因此，本文對變電站通信系統(tǒng)故障及處理展開深入研究分析。

2　變電站通信系統(tǒng)

變電站通信系統(tǒng)在變電站自動化系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位。變電站自動化系統(tǒng)從邏輯上一般分為三層:站控層、間隔層以及過程層。其中第一層為站控層，它從間隔層得到實時數(shù)據(jù)，承擔(dān)監(jiān)視、管理、控制等變電站主控室單元，并負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。第二層為間隔層，負(fù)責(zé)對下層就地裝置和智能電子設(shè)備(IEDs)進(jìn)行通信管理、控制等任務(wù)，同時承擔(dān)通信規(guī)約解釋、轉(zhuǎn)換工作。第三層為過程層，是就地的模擬量、開光量和脈沖量數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制操作出口。三層之間通過站內(nèi)通信系統(tǒng)聯(lián)系。

通信系統(tǒng)主要指站控層與間隔層之間，間隔層與過程層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)，它可通過傳統(tǒng)的RS-422/485總線、局站中速網(wǎng)絡(luò)或高速標(biāo)準(zhǔn)以太技術(shù)通信在各層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。站內(nèi)通信系統(tǒng)的組成方案有很多種，它的主流結(jié)構(gòu)是分層分布式。

3　變電站通信系統(tǒng)的典型故障

3.1通信網(wǎng)絡(luò)故障

變電站通信網(wǎng)絡(luò)故障主要有通信出錯和通信網(wǎng)絡(luò)出錯兩類，以下分別進(jìn)行介紹。

3.1.1通信出錯原因分析

通信出錯一般是由系統(tǒng)中CAN總線某一節(jié)點故障引發(fā)的，主要有三個方面:(1)某測量控制裝置的電源損壞引發(fā);(2)某測量控制裝置的通訊接線端子松動引發(fā);(3)某測量控制裝置的通訊芯片故障引發(fā)。

3.1.2通信網(wǎng)絡(luò)出錯原因分析

通信網(wǎng)絡(luò)出錯通常是由于CAN總線系統(tǒng)故障或通信管理機(jī)故障引發(fā)。(1)CAN總線系統(tǒng)故障:1)通訊線處有短路導(dǎo)致總線系統(tǒng)發(fā)生短路故障;2)連接后臺監(jiān)控微機(jī)的通訊串口故障。(2)通信管理機(jī)故障:1)通信芯片損壞，或通信管理機(jī)內(nèi)電路板有故障;2)監(jiān)控系統(tǒng)與端口設(shè)置的波特率、校驗位等參數(shù)不一致;3)若通訊管理機(jī)通訊口無報文，則可能是收發(fā)信號線或信號地線的接線問題，若接線無誤，則很可能是CPU異常。

3.2光纜通道故障

電力通信光纜線路故障主要有以下兩個方面的原因:(1)光纜老化。電腐蝕、環(huán)境腐蝕、溫差變化、防潮防水等因素都可能造成光纜老化。(2)外力損傷。蟲蟻鼠咬、剪斷火燒及雷擊災(zāi)害等物理因素將造成光纜損壞。

3.3光纖通信誤碼故障

變電站光纖通信設(shè)備故障中，比較常見的是誤碼故障。信號傳輸過程中，信號原來的電壓因衰變而發(fā)生變化，導(dǎo)致傳輸過程中的信號被破壞，形成誤碼。其產(chǎn)生原因主要有兩個方面:

(1)內(nèi)部機(jī)理。各種干擾源、定位抖動以及節(jié)點設(shè)備等引起誤碼，此類誤碼通常表現(xiàn)為系統(tǒng)的背景誤碼。

(2)外部機(jī)理。設(shè)備故障、接觸不良、電源瞬態(tài)干擾、電磁干擾以及靜電放電等脈沖干擾源引起誤碼， 此類誤碼通常表現(xiàn)為突發(fā)誤碼。變電站光纖通信系統(tǒng)實際運(yùn)行時，突發(fā)誤碼占多數(shù)。

4　變電站通信系統(tǒng)故障處理方法

4.1通信網(wǎng)絡(luò)故障的處理方法

若是由系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點故障引起的通信出錯，處理方法如下:首先根據(jù)報警信息確定故障的測控裝置;然后，檢查該測控裝置的通訊線，若通訊線脫落，將其直接壓好即可，如果通訊線無故障，則可能是因為裝置內(nèi)部的電路板出現(xiàn)故障，需要更換通訊板。

如果通信管理機(jī)有告警信息，那么可能是通信管理機(jī)的故障，需要檢查CAN網(wǎng)是否短路，若是則直接查找故障點并更換電源線。

4.2光纜通道故障的處理方法

(1)光纜故障處理的原則。光纜故障處理原則為:1)先搶通后修復(fù);2)先主干線后支線;3)先主用后備用;4)先全程線路后局部線路。

(2)光纜故障的預(yù)防處理方法。1)收集故障數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整理和分析;2)完善光纜資料庫，現(xiàn)場標(biāo)簽和標(biāo)識應(yīng)規(guī)范;3)規(guī)范現(xiàn)場管理; 4)加強(qiáng)光纜巡視力度。

4.3光纖通信中誤碼故障的處理方法

(1)全面掌握系統(tǒng)告警信息和設(shè)備運(yùn)行狀況，情況未明確時不能輕易下結(jié)論或貿(mào)然動手;

(2)合理使用各種測量工具。處理誤碼問題時，通常使用遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)分析儀和2M誤碼測試儀，通過測量通信通道的傳輸情況協(xié)助處理故障。工作人員應(yīng)熟練掌握，并能靈活使用這些常用工具。

5　結(jié)語

變電站通信系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)字化變電站的重要組成部分，深入研究變電站通信系統(tǒng)故障及處理具有十分重要的意義。本文首先介紹了變電站通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，然后總結(jié)了通信系統(tǒng)常見的幾類典型故障，并分析了其處理方法，具有一定的現(xiàn)實意義，能夠為變電站通信系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作提供參考。

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[2]汪強(qiáng),徐小蘭,葛光勝,等.智能變電站專用通信設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2014,(7):150-153.

[3]歐陽帆,劉海峰,趙永生,等.智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)阻塞故障及其防范措施分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2011,35(11):7-11.

張娜(1988—),女,菏澤曹縣人,國網(wǎng)菏澤供電公司技術(shù)人員,主要從事電力通信相關(guān)技術(shù)與管理工作。