變電站通信系統故障及處置技術研究

吳飛云龍 王柄智

摘 要：文章首先概括地介紹了變電站通信系統，隨后對變電站通信系統的故障問題進行了簡要分析，在此基礎上對變電站通信系統故障處置技術措施進行論述。期望通過本文的a研究能夠對變電站通信系統運行的安全性和穩定性的提升有所幫助。

關鍵詞：變電站；通信系統；故障；處置技術

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0070-03

Research on Fault and Disposal Technology of Substation Communication System

WU FEI Yunlong，WANG Bingzhi

（Inner Mongolia Wuhai Electric Power Bureau Communication Department，Wuhai 016000，Chian）

Abstract：This paper first introduces the substation communication system briefly，then briefly analyzes the failure problems of substation communication system，and then discusses the technical measures of substation communication system fault handling. It is expected that the research in this paper can help to improve the security and stability of the substation communication system.

Keywords：substation；communication system；failure；disposal technology

1 變電站通信系統概述

在變電站中，通信系統具有非常重要的地位和作用，所有數據信息的傳輸全都依賴通信系統，一旦通信系統發生故障，將會給變電站的正常運行造成巨大的影響。變電站通信系統由諸多通信設備組合而成，其中主要包括以下設備：

1.1 光端機

這是一種能夠進行光信號傳輸的終端通信設備。目前，較為常見的光端機有兩種類型，一種是模擬型，另一種是數字型。由于前者的抗干擾性能比較差，因此在變電站通信系統中的應用較少，而后者具有傳輸距離長、受運行環境干擾小、支持視頻無損再生等特點，使其在變電站通信系統中獲得了廣泛應用，如SDH，該光端機除具備自愈功能之外，還能夠組成光環網，適用于各種復雜通信網絡的構建。

1.2 PCM

PCM是脈沖編碼調制的簡稱。它的出現為數字通信奠定了基礎，它能夠將時間和取值連續的模擬信號轉換為時間和取值離散的數字信號，并在此基礎上利用通信信道完成傳輸。PCM實質上就是對模擬信號進行抽樣、量化和編碼的過程。在變電站的通信系統當中，PCM可將與電力有關的音頻、數據等模擬信號復用成2M數字信號，然后再利用光端機完成信號傳輸。

1.3 通信光纜

目前，國內電力系統常用的通信光纜有以下幾種：

1.3.1 OPGW

這是電力系統獨有的一種通信光纜，全稱為復合架空地線光纜，它除了具備通信光纖光纜的功能之外，還具有電力線路的地線功能，可用于系統內部數據信息的通信，也可用于一般的公共服務網絡。該通信光纜的特點是容量大、抗干擾能力強、安全性高、穩定可靠，并且在敷設時不占用線路走廊。由于該通信光纜可以起到屏蔽地線的作用，從而可以有效減小送點線路對周邊線路的電磁危害。

1.3.2 ADSS

這是一種全部有介質組合而成的通信光纜，又被稱為全介質自承式光纜，ADSS本身帶有支撐系統，可直接懸掛在電力桿塔上，由于它是非金屬光纜，所以不會遭到雷擊，從而提高安全性能，除此之外，線路的安裝和維護也比較簡單方便，具有良好的抗電痕腐蝕性能，抗拉強度好，適用于惡劣的環境，即使電力線路出現故障也不會影響ADSS的正常傳輸。

1.3.3 GYXTW

這是一種束管式光纜，它由光纖和松套管組成，該通信光纜具有重量輕、直徑小、易于敷設、造價低等特點，可用于變電站內通信機房與保護室的通信。

2 變電站通信系統的故障問題分析

2.1 網絡故障問題

通信出錯和通信網絡出錯是由于通信網絡故障產生的兩種情況，具體表現為：

2.1.1 通信出錯

在變電站通信系統中，若控制器局部網絡中的某一節點出現故障，就會造成通信出錯。某一節點故障主要包括三種情況：一是測量控制裝置的通訊芯片出現故障；二是測量控制裝置的電源連接脫落或損壞；三是測量裝置的通訊接線端子出現松動。

2.1.2 通信網絡出錯

變電站系統中通信管理機出現故障或CAN總線出現故障，都會造成通信網絡出錯。在通信管理機出現故障時，一般表現為通信芯片損壞或電路板損壞。除此之外，監控系統中獲取的參數與實際校驗位、波特率等參數出現偏差，也會造成通信管理機故障。在收發信號線或信號地線出現接線異常時，或CPU運行異常時，也會導致通信管理機故障，使設備通訊口沒有報文發出；在CAN總線出現故障時，通常表現為通訊線路短路，該短路問題會直接導致后臺監控系統的通訊串口運行異常，或導致總線系統也出現短路問題。

2.2 通道故障問題

通信光纜線路在長期使用的情況下，受外界因素和自身因素的影響，易引發通道故障。外界因素方面，光纜線路若是受到動物撕咬、雷擊災害等因素的作用，就會造成線路損壞；自身因素方面，光纜在使用中受水浸泡、電腐蝕、化學物質腐蝕、溫差變化大等因素的作用，會加速光纜老化速度，造成通道故障。

2.3 誤碼故障問題

誤碼故障主要是由信號電壓衰變引起的，易導致通訊信號受到破壞，降低信號傳輸的準確率，最終出現誤碼。誤碼故障的產生主要有以下兩個影響因素：一是內部因素，在通信系統中存在著各種干擾源，受干擾源影響易引起節點設備故障，進而造成通訊誤碼；二是外部因素，外部因素通常會造成突發誤碼，并且突發誤碼的發生頻率較高。這些因素包括變電站設備故障、電源瞬態干擾、靜電放電、電源接觸不良、設備電磁干擾等，在這些因素的作用下，易對通信系統產生脈沖干擾源，使通訊信號產生突發誤碼。

3 變電站通信系統故障處置的技術措施

3.1 故障處置措施

3.1.1 網絡故障的處置

針對因通信系統節點問題而導致的通信出錯故障，可采取以下故障處置方法：根據通信系統的報警信息提示，準確定位發生故障的測控裝置，對測控裝置中的通訊線路是否正常進行檢查。若線路出現脫落，則應將其重新壓好歸位；若通信線路運行正常，則可能是電路板出現故障，要及時更換電路板，并查看通信系統網絡故障是否修復。如果故障報警信息來源于通信管理機，那么需對CAN網進行檢查，查看CAN網是否存在短路問題，及時更換出現問題的電源線。

3.1.2 通道故障的處置

針對光纜通道故障應遵循先搶通、后修復的原則進行故障處置。在處置過程中，先對主干線、主用設備和全程線路進行故障處置，后對后支線、后備用設備和局部線路進行故障處置。在通道故障處理中要收集齊全的數據資料，整理和分析故障數據，并將這些數據資料錄入光纜資料庫。同時，在日常運維工作中，還應當加強現場管理和巡視檢查，要求現場標識要規范，及時掌握故障信息。

3.1.3 誤碼故障的處置

在光纖通信中，針對誤碼故障可采用以下處置方法：檢查通信設備運行情況和警告提示信息，不能僅憑故障處置經驗而對誤碼故障武斷地下結論，而是要使用各種測量工具檢測誤碼問題。如，使用2M誤碼測試儀、運動數據分析儀對通信通道的傳輸情況進行檢測，判斷誤碼故障的原因，并利用儀器輔助處理故障。在誤碼故障判斷過程中，可采用段落故障判斷法，先對數字段進行辨別，然后根據系統分類判斷故障。在診斷中繼碼故障時，可使用光端機、PCD測試儀進行診斷，及時更換出現故障的數據盤。若在更換備用盤之后依然出現誤碼故障，則應繼續檢查電源運行是否正常，查看電源接頭是否出現連接松懈，并重新連接牢固接頭。同時，還要檢查尾纖的盤繞方式是否正確，若盤繞方式不正確，會增加擠壓作用造成誤碼，所以必須更換受到擠壓的尾纖，恢復其正常程序。在判斷光纜是否是故障源時，可使用時域發射儀對光纜進行檢查，檢測光纜是否存在不正常損耗，并采取有效措施來降低損耗。

3.2 通信系統維護方法

3.2.1 規范通信系統維護技術標準

為了保證變電站通信系統維護工作的有序開展，應對維護技術進行統一化、標準化管理，制定技術規范書和系統檢驗規程，為開展通信系統維護工作提供執行依據。在技術規范書中，要從保證通信系統安全可靠運行、技術資料齊全完整的角度出發，明確各項操作流程；在通信系統檢驗規程中，要對綜合自動化產品、間隔設備、通訊設備的檢驗方法進行細化規定，要求檢驗規程要有助于強化通信系統質量監管，保證通信系統的穩定運行。

3.2.2 強化主站系統檢查

主站系統是變電站系統的重要構成部分，所以必須做好主站系統的日常檢查與維護工作。在檢查過程中，要做好以下工作：重點查看主站系統的運行參數是否存在異常，檢查系統通道是否存在錯碼現象，并及時處理錯碼問題；檢查測控裝置是否存在通訊中斷情況，及時處理發現的問題；檢查變電站內電壓無功控制裝置是否運行正常，檢查繞組溫度是否處于正常溫度值范圍，消除通信系統運行故障隱患，保障主站系統的穩定運行。

3.2.3 強化綜合自動化站端維護

加強對綜合自動化系統的維護，檢查監控后臺是否運行正常。在檢查過程中，運維人員要仔細觀察電源和報警指示燈是否正常工作，檢查系統內部各個重要的元件是否存在異常運行，檢查接線溫度是否出現過熱問題。除此之外，還要對測控裝置進行檢查，利用萬用表對其進行回路檢測，掌握測控裝置的電壓變化，確保測控裝置運行正常，從而保證整個通信系統的正常運行。

3.2.4 加強通信機房的維護

通信機房中有眾多的通信設備，為有效防止這些通信設備發生故障，必須加強對機房的維護。一方面要使機房保持良好的電氣環境，可通過防靜電和防電磁干擾予以實現；另一方面，要保證機房內的清潔，定期做好除塵工作，避免灰塵吸附到電路板或線路上而影響通信設備的運行。

4 結 論

綜上所述，在變電站的運行過程中，通信系統具有非常重要的作用。一旦其發生故障，將無法維持正常通信，這樣勢必會對變電站的運行造成影響。

為此，有必要對通信系統的故障問題進行全面地分析，并采取有效的方法和措施加以處置，同時還應強化通信系統的維護工作，從而確保通信系統的可靠運行，最大限度地減少各種故障問題的發生。

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