500 kV變電站遠動裝置信號漏報故障分析及處理

500 kV變電站遠動裝置信號漏報故障分析及處理

王昭雷,王永紅,付強

(國網河北省電力公司檢修分公司,石家莊050070)

摘要：介紹河北省南部電網某500 kV變電站一起遠動裝置信號漏報故障及檢查情況，從硬件和軟件兩方面進行分析，認為軟件處理進程不當是信號漏報故障的原因，提出相應的改進措施，說明改進效果，為變電站遠動系統安全運行提供借鑒。

關鍵詞：變電站；遠動裝置；信號漏報

收稿日期：2014-08-14

作者簡介：王昭雷(1983-)，男，工程師，主要從事500 kV變電站二次專業設備管理維護工作。

中圖分類號：TM764.2

文獻標志碼：B

文章編號：1001-9898(2015)01-0030-02

Abstract:This paper introduces the signal missing and check condition of 500 kV substation of South Hebei network,analyzes the causes from the hardware and software,considers that soflware setllement on the wrong way is the main cause，advances the corresponding improvement method, illustrates the improvement effects,for taking reference to the other substation remote device.

Analysis and Treatment of Remote Device Signal Missing in 500 kV Substation

Wang Zhaolei,Wang Yonghong,Fu Qiang

(State Grid Hebei Maintenance Branch，Shijiazhuang 050070，China)

Key words：substation;treatment measures;signal missing

遠動裝置是集控中心模式下獲取變電站電網信息的主要采集設備，其穩定運行是該模式下電力設備安全的保障。為了保證無人或少人值守變電站的穩定運行，調度控制中心需要的信息量不斷提升，這就導致電力系統各信息的采集和處理都呈現出大量化和復雜化的發展趨勢，同時對各信息的采集和上送起關鍵性作用的遠動機性能提出了更高的要求。以下針對河北省南部電網(簡稱“河北南網”)某500 kV變電站一起遠動裝置信號漏報故障進行分析。

1故障概況

河北南網某500 kV變電站線路斷路器跳閘，省調度集控中心未收到該間隔事故總信號，站內監控系統報“**間隔事故總信號動作”，屬于對調度端信號漏報事件。

現場檢查發現站內監控系統事故總信號采集上報正確，說明線路斷路器跳閘時站端自動化監控系統中局域網以下設備采集上送信號正確，排除測控裝置、保護裝置信號繼電器動作故障。

經過與調控中心主站確認，斷路器變位信號上送正常，排除遠動裝置到站內數據專網這段設備存在缺陷的可能。經過分析，在站端信號漏報上送的主要可能就是遠動裝置存在缺陷。將遠動裝置配置數據庫備份，檢查對省調轉發遙信電表配置是否正確，經檢查發現數據庫配置正確。與主站聯系在測控裝置進行該間隔事故總信號單點傳動試驗，在二次回路進行模擬事故總上送試驗，發現站端及主站均正確。至此，排除遠動機配置故障，需要進一步分析存在信號漏報的原因。

2故障原因分析

站端監控系統服務器與遠動裝置在物理和原理上是并列運行的關系。測控裝置采集到二次回路上某變位信號后上送至站內數據專網，站端監控系統服務器與遠動裝置同時從站內各自數據專網上獲取數據信息，站端監控系統服務器處理后在站端顯示，遠動裝置處理后上送至調度端。如果站端監控系統服務器顯示報警正確，遠動裝置未上送信息，出問題的環節只能是遠動裝置以上的環節，包括遠動機、調度數據網、主站3個主要環節。作為站端設備，遠動機存在問題的可能性最大。從整體分析，遠動系統主機可能存在硬件缺陷或軟件缺陷。

2.1　硬件分析

硬件方面的主要缺陷可能是站內數據網絡搭建不合理，存在數據網絡“串行級聯”層級過多，造成網絡數據擁塞，進而造成在擁塞點前的網絡數據上送正確，之后的數據丟失；遠動機本身CPU運算性能低、內存容量小造成當處理數據量小時處理正常，處理數據量大時造成數據丟失。 遠動系統硬件結構見圖1。

圖1　遠動系統硬件結構

為了排查以上兩類缺陷，需要在站內模擬斷路器跳閘時，大量保護裝置及一次設備動作信號上送狀態，故制定了站端數據“雪崩”試驗，驗證排除可能出問題的環節。試驗過程如下：

a. 在測控單元屏端子排上找50個空點，把50個點并聯在一起；

b. 在后臺、遠動系統和主站數據庫內配置相應的信號；

c. 在測控單元屏端子排上連續快速傳動這50個信號中的一個，即一次傳動50個遙信信號。這樣在幾秒鐘內監控系統與遠動系統將同時收到處理及上送幾千個信號。

d. 檢查站端監控系統服務器及遠動裝置每組50個遙信信號是否記錄完全。

經過“雪崩”試驗發現，若傳動的速度不太快，遠動系統、站端監控系統服務器都不丟信號；當傳動速度縮短到50 ms，即傳動一次50個信號頻率達到50 ms時，站端監控系統服務器不丟信號，遠動裝置每組50個信號將會丟一部分信號。至此，排查站內數據網絡是否存在“網絡數據擁塞”現象，經檢查發現，該站內網絡是線形拓撲結構，串行三層數據網絡，站端監控系統服務器接在網絡的第1層，遠動裝置接在網絡的第3層，是否在網絡第1到第3層之間存在數據瓶頸,需要進一步進行試驗。

將站端監控系統服務器與遠動裝置站內的A、B網同時接到站內數據網第一層同一個數據交換機上，重復以上“雪崩”試驗。結果發現在大量數據上擁時站端監控系統服務器不丟失信號，而遠動裝置依然會丟失一部分信號。進而排除站內網絡存在缺陷的可能。

將筆記本電腦與遠動裝置調試接口連接，用調試組態軟件監視遠動裝置CPU運行負荷及裝置內存占用狀態來排查是否存在缺陷。再重復以上“雪崩”試驗。結果發現在大量數據上擁時，遠動裝置CPU運行負荷及裝置內存占用狀態在設備設計性能范圍內，沒有出現接近設備運行負荷的狀態，排除遠動機本身CPU運算性能低、內存容量小的缺陷。

2.2　軟件分析

軟件方面的主要缺陷可能是系統數據處理流程不合理，存在流程環節缺失造成數據丟失，或存在重復處理數據流環節造成CPU負荷增加，或占用系統內存過多造成數據丟失。

站內跳閘事件發生時，除產生大量的變位遙信數據外，還會產生大量的遙測數據突變。為了排查兩類主要數據突變對遠動機產生的影響，應用工程調試軟件監控遠動機進程運行流程，從程序上電復位開始監控遠動機遙信、遙測處理進程。在遠動機數據庫內新增加20個遙測上送點，在公用測控裝置上應用測控裝置校驗儀進行模擬量加量試驗。配合雪崩試驗進行遙測量

數據突變，發現遠動裝置在處理大量“遙信”數據時若模擬量突變時會丟失一部分信號，存在缺陷。

3改進措施及效果

經過以上故障排查與分析，為了增強站內數據處理與上送的可靠性，站內數據網絡系統硬件結構應采用星形拓撲結構，以此減少線形結構可能存在的網絡數據瓶頸。與遠動裝置廠家研發部門溝通，遠動裝置硬件可以滿足數據量大的處理要求，需要升級遠動裝置軟件配置。

a. 取消原遠動裝置庫中的COS 和SOE任務，改用公用任務以降低遠動機CPU任務數進而提高CPU運算效率；

b. 修改數據處理進程中關于SOE同步時標錯位的問題；

c. 增加雙口RAM配置，對兩側增加CRC校驗的功能，提高遠動機內存容量數據處理效率；

d. 增加雙口RAM全數據遙信對比變化入庫和定時入庫功能。再做測試，發現“雪崩”試驗時遠動裝置排除了信號漏發的問題。

e. 為保證今后遠動裝置出口報文的可回溯查找驗證，在遠動裝置與調度數據網中間添加“網絡數據記錄儀”，將遠動裝置上送數據報文實時進行記錄，以備主站數據異常時查找故障原因。

4結束語

經過對站端遠動系統硬件結構進行調整、對遠動裝置軟件進程進行修改和對調度數據網站端入口網絡報文的監視存儲，增強了站端遠動系統的穩定性，可以有效解決大集控和無人值守變電站內遠動裝置數據上傳的安全穩定問題，保證集控中心模式下遠動系統的穩定運行。

本文責任編輯：王洪娟