一起遠動裝置誤發遙信信號的分析及改進

漆展

（國網湖南省電力有限公司檢修公司，湖南 長沙 410015）

遠動機將站內間隔測控（保）裝置采集的遙信、遙測數據上傳并執行上級調度下發的遙控、遙調命令，是實現變電站與各級調度之間實時數據通信的核心設備。作為調度監控中心的耳目和手足，遠動系統能否穩定的運行，直接影響到設備和電網的安全運行。遙信是電網調度自動化的基本功能之一，遙信誤報直接干擾調度自動化系統正常穩定運行，事故情況下還可能影響電網事故的正確判斷處理。目前，220kV 及以上變電站遙信異常變位情況已成為國調中心對網/ 省公司自動化系統同業對標管理的重要指標。本文針對某變電站發生的一起遠動裝置檢修過程中誤發大量遙信變位信號的情況，綜合分析異常現象發生的原因，結合現場設備實際進行故障處理，并提出相關改進措施。

1 故障經過及現象

某變電站遠動裝置雙機配置，投運于2013 年10 月，為國電南瑞科技股份有限公司產品，設備型號為NSC300，程序版本為Ver6.30.sp5-4096，192節點，4 轉發表，支持NscAssist3.1B 新年版及以上版本助手軟件。站內遠動裝置為主、備配置，站內遠動裝置的兩個遠傳網口分別接入華中調度數據網、省網調度數據網，同時和華中網調D5000 系統、OPEN3000 系統通信，通信規約均采用IEC60870-5-104 規約。某日，在進行遠動裝置檢修工作中，發生一起遠動裝置異常導致網調主站自動化系統部分間隔遙信數據短時誤動的現象，具體經過如下。檢修工作前，遠動A 機為主機，遠動B 機為備機。在檢修過程中重啟A 機時，遠動B 機轉為主機。此時，遠動裝置與網/省調主站系統通道切換至遠動B 機，網/ 省調調度監控畫面出現該變電站部分斷路器、刀閘異常“分閘”。約2s 后，相關一次設備位置遙信又恢復正常。

2 故障分析

2.1 報文分析

華中網調調度主站系統經華中調度數據網104 通道，分別在16：37：12.550、16：37：13.160 和16：37：13.762三個時刻，接收到的報文如圖1 左側所示。

圖1 遙信位置異常報文記錄

根據IEC60870-5-104 規約標準，對上述時刻報文進行分析，幀②、幀③報文解析發現遠動裝置上傳了大量與現場一次設備位置不一致的遙信信號，這部分遙信值為“0”，表示上送的遙信狀態為“分”，即圖1左側中劃線部分。華中網調調度主站系統經省網調度數據 網104 通 道，分 別 在16：38：11.441、16：38：11.965 和16：38：12.597 三個時刻，接收到的報文如圖1 右側所示。對上述三個時刻報文進行分析，其中，對幀⑤、幀⑥報文解析，發現與華中調度數據網104 通道報文不同，這兩幀報文對應的一次設備位置遙信均與現場實際保持一致，即圖1 右側中劃線部分。由此可判斷，調度主站通過華中調度數據網接收到遠動裝置報文幀②、幀③，主站SCADA 系統解析報文后給出相關一次設備由“合”至“分”的變位告警。隨后調度主站又通過省網調度數據網接收到遠動裝置報文幀⑤、幀⑥，主站SCADA 系統解析報文后給出相關一次設備由“分”至“合”的變位告警，與調度值班員反映的調度畫面變位情況一致，遙信誤報的故障原因應為遠動雙通道先后上送的報文不一致導致。

2.2 原因分析

該變電站使用的南瑞科技NSC300 遠動裝置，其操作系統為嵌入式操作系統。嵌入式操作系統遭到突然掉電的情況時，由于操作系統不能及時正確退出，往往造成實時數據丟失。在遠動裝置重啟過程中，硬件重啟存在遙信/遙測寄存器初始化清零的過程。經過與南瑞科技廠家研發和工程部門溝通，導致該異常現象的原因分析如下。遠動重啟到向主站上送數據的時序原理圖如圖2 所示。

圖2 NSC300 遠動正常啟動過程

t1 表示遠動裝置硬件啟動時間。每臺裝置的重啟時間存在稍許差異，同時硬件重啟存在遙信/遙測寄存器初始化清零的過程。

t2 表示遠動裝置軟件啟動時間，主要包括擴展網卡程序的啟動和主程序的啟動。正常情況下，擴展網卡程序準備時間約為50s，主程序的準備時間約為30s。

t3 表示測控裝置主動循環上送全遙信/遙測數據的周期，約為10s。

NsServerWaitTime 表示遠動主程序103 規約模塊準備完畢到遠動程序許可裝置與調度主站建立104 規約通信的間隔時間，出廠設定為60s。其中主程序103 規約模塊準備好的時間為毫秒級，因此NsServerWaitTime可視為與t2 同時開始。正常情況時，t2 加t3 不超過60s，而NsServerWaitTime 等于60s，因此，遠動裝置在與調度主站建立104 規約通信前，已成功讀取站內數據，不可能出現遙信數據跳變為0 的現象。異常情況如圖3 所示。

圖3 NSC300 遠動異常啟動過程

在廠家的維護經驗中，曾發現“擴展網卡程序”或“讀取測控數據（或部分測控數據）”超時的現象，導致t2 加t3 大于60s。從而當遠動與主站建立104 通道時，尚有部分測控數據還未成功讀取，因此將寄存器中的“0”值上送調度。從主站記錄的報文可知，網調D5000 系統在16：37：11.491 時首先經由華中網通道發送總召命令，在16：37：13.160 收到遙信數據，其中存在部分數據誤報為“0”的現象。但是，隨后D5000系統在16：37：12.815 經由省網通道發送總召命令，在16：37：14.624 收到遙信數據，不存在遙信誤報。因此，在本次異常發生時，t2 加t3 僅略大于60s，誤遙信發生到恢復未超過2s，與主站值班員觀察到的現象一致。

3 處理及改進措施

將該變電站遠動機程序的NsServerWaitTime 參數由默認值60s 修改為90s，確保遠動104 值班通道建立前，遠動裝置有足夠時間收集站內信息。理由主要在于：①湖南多座變電站配置南瑞科技NSC300/200 系列遠動機，出廠默認值均為60s，以前未出現類似問題；②經過分析認為，導致異常情況的重啟時，遠動B 機的t2 加t3 超過了60s，可能與遠動機及部分測控裝置硬件運行狀態偏差有關。該變電站前期檢修工作中，曾多次重啟遠動，只有這一次重啟時，部分間隔遙信數據跳變為零，且在2s 后恢復正常，因此t2 加t3 超過了60 秒屬于偶發現象。該參數設置為90s 后，在后續的多次遠動裝置檢修工作中，對遠動裝置上送報文進行分析，均未發現誤發遙信的現象。

4 結語

本文結合一次變電站遠動裝置檢修過程中誤發遙信變位信號的現象，結合異常時刻的報文記錄和變電站遠動組態配置情況，分析其產生的原因，提出該變電站的改進措施，有助于提升檢修人員的檢修維護水平，提高遠動系統運行穩定性。