許健嘉

摘要：變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的通訊工作在變電站的安全生產中占有關鍵地位，能夠直接影響變電站投運之后能否安全運行，而變電站自動化的監(jiān)控系統(tǒng)在通訊時很容易發(fā)生故障，因此必須對此加以重視。文章介紹了變電站自動化系統(tǒng)的結構特點、功能，探討了變電站自動化系統(tǒng)中可能出現的問題，并提出了相應的處理措施。

關鍵詞：變電站；自動化監(jiān)控系統(tǒng)；通訊故障；故障處理；通訊方式；通訊規(guī)約 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）35-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.034

1 變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊

1.1 通訊方式

以太網接口以及串行數據接口是變電站自動化系統(tǒng)中經常使用到的接口類型。一般使用的串行數據的接口都是RS232或者是RS432的接口，這些接口的波特率一般在19.2kb以下，這些接口對于開放性的通信協(xié)議具有較好的兼容性，現場不論是否發(fā)生相應的變化，接口的數據都會在較短的時間內進行更新，接口的通信方式一般選擇為事件中斷方式或者是查詢方式。對于以太網來講，一般使用的是10M或者是100M帶寬的以太網接口，這些接口能夠較好地支持TCP/IP服務，這和串行的數據接口具有很大的相似性，其對于開放性通訊協(xié)議也有著較好的支持，如果在現場產生相應的變化，那么其接口上的數據也會在較短的時間內進行更新。其接口通訊的方式一般采用的也是數據查詢的方式或者是事件中斷的方式。和串口通訊具有一定差別的是，對于集成互聯(lián)系統(tǒng)的構造還需要借助一定程度的硬件來實現?，F在，我國變電站的通訊方式一般采用以太網的通訊方式。在以太網出現以前，不管是RS-232C還是RS-422/485，都具有通信系統(tǒng)繁瑣、通信的速度太慢等不足之處，現場總線的應用雖然對變電站自動化系統(tǒng)對于通信的要求有了一定的緩解，可是在系統(tǒng)的容量很大額度時候，通訊還是顯得不能滿足人們的需要，而以太網的使用則能夠解決這些問題。

1.2 通訊規(guī)約

變電站的自動化系統(tǒng)的傳輸規(guī)約以及傳輸網絡，是實現變電站自動化達到標準化的關鍵。只有在實現傳輸規(guī)約的標準化以及傳輸網絡的標準化的時候，才能實現變電站綜合自動化系統(tǒng)內設備的互換性和互操作性。通訊的規(guī)約一般包括變電站和調度中心之間的傳輸規(guī)約、站內局域網的通信規(guī)約以及電力系統(tǒng)電能計量的傳輸規(guī)約。在變電站自動化系統(tǒng)中采用103、104協(xié)議也是十分必要的，因為它們不僅可以滿足繼電保護故障信息以及SCADA監(jiān)控信息的傳輸，而且還具有標準規(guī)約的很好的兼容性。

2 變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障

為了對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的通訊中的故障進行研究，并且分析、得出解決的辦法，我們對某個自動化監(jiān)控系統(tǒng)的通訊出現故障的變電站進行了相關的故障檢查，通過這些檢查找到了問題的原因所在，并對此進行了解決。

2.1 故障產生

這個變電站的監(jiān)控系統(tǒng)是基于以太網為基礎來構建通信網絡的，并且使用網絡103規(guī)約來通信。后臺主機及備機、五防機和遠動裝置都接入到主交換機來進行數據交換。這個變電站在進行擴建的時候，增加了一臺主變和兩條220kV的線路。具體的監(jiān)控結構可以在圖1中看到。而在調試的時候，發(fā)現了其中一條220kV線路間隔遙測值在調度端的顯示并不準確。間隔時間內采集的數據都可以通過一定的方式傳輸到后臺。間隔在后臺所顯示的值為滿量程，但是在調度中心所顯示的值為0，這說明線路存在故障。

2.2 故障檢查與分析

一般情況下，通訊數據顯示不正常的時候應該檢查兩側關聯(lián)的信息點，確定它們是否相同；然后再對相關的設置進行檢測，特別是容易導致異常的那些參數的設置，確定它們是否正確。經過檢測，發(fā)現雙方的信息點的關聯(lián)和相關參數的設置都是正確無誤的。如果這兩個通訊端的設置是正確的，就必須通過通訊的報文來檢查到底是哪里出現問題。通過對報文的分析，我們發(fā)現這個間隔測控裝置的遙信是能夠正常上送到調度端的，可是原本該出現的遙測變化報文以及總召喚遙測報文都沒有出現。通過這些檢測我們可以知道，問題是在變電站端產生的。

而通訊問題的產生也有很多種情況。針對這些情況，需要利用實驗的手段對其進行實驗分析或者是通過數學分析和建模的方式來找尋兩者之間的不同。對此本文進行了如下分析：（1）選擇一些處于間隔的較為重要的信號來做遙測，根據測試的結果來對比后臺的數據和前臺的數據之間是否有較大的出入；（2）對于裝置上遙測設備的顯示的狀態(tài)進行測試，如果發(fā)現所測得的值是無效的，但是其他的間隔內的數據經過測試卻是正常的。分析設備的正常的狀態(tài)和不正常的狀態(tài)之間所存在的不同之處，對這些不同點進行分析來得到區(qū)分設備故障的重要的依據。經過這些測試，我們進行了如下分析：由于遙信的測試結果是正常的，而且后臺的顯示也是正常的，這能夠說明通訊設備是處于正常的狀態(tài)的；但是監(jiān)控的后臺以及測試設備都是直接連在主機上面的，但是其他的數據之間的間隔卻都是正常的，這說明站控層和運動通道所涉及的通信的通道之間都是正常的；遙測值的狀態(tài)說明或者是測試設備沒有接收到正常的數據或者是對這些數據無法進行解析。

通過這些故障得出來的分析畢竟是理論上的分析，還不能確定是否真的是問題的原因所在，還需要進行實際的測試才能夠確定。我們之前認為，這次故障應該主要是因為遠動裝置的故障。所以，我們的技術人員對遠動裝置的數據庫進行了檢查，確定相關參數的設置是否是正確的。經過檢查，這里的數據和其他設置正常的數據是一樣的顯示，這表明這里是不存在問題的。然后，我們對遠動裝置的一些軟件進行了升級，重新對裝置中的數據庫進行了更新，然后再進行測試，發(fā)現故障還是存在的，這表明遠動裝置的軟件應該是不存在問題的。在這樣的基礎上，我們對硬件進行了檢查，發(fā)現問題應該也不存在于硬件中。因此，造成這種故障的原因可能是部分的部件出現了問題，需要對所有的裝置或者部件進行檢查。所以，我們以出現故障的設備為中心，向四周依次進行了檢查。從監(jiān)控系統(tǒng)的結構圖中可以發(fā)現，調度端出現了問題，與之相連的是遠動裝置，然后下面就是交換機。因為后臺的數據是正常的，那就證明交換機的數據是沒有問題的，遠動裝置的網線連接經過檢查也是沒有問題的。那么有可能是交換機出現了問題，若是如此，原因可能是有些數據在網絡上是堵塞的，這導致了一些數據不能正常送到監(jiān)控后臺或者遠動裝置上。為了驗證這個猜想，我們將交換機斷電之后進行重啟，再進行測試，結果表明交換機這里也是沒有問題的。進行了這些檢測之后，剩余的問題就只可能是監(jiān)控裝置了。首先我們檢查了它的運行情況，運行是正常的。然后在裝置的背后進行了檢查，發(fā)現兩個燈閃爍的頻率是不一樣的，所以我們將這個測控裝置斷電重啟，發(fā)現A網的燈的閃爍頻率大概是B網的燈的閃爍頻率的一半，而網口的測試卻顯示是正常的。仔細對網口進行了檢查，發(fā)現網口上有一個插針脫落。我們對此進行了更換，再將網線插回原來的位置，在后臺用ping命令進行檢查，這次的測試結果發(fā)現傳輸字節(jié)是正常的。

2.3 故障處理

通過上述一系列的分析，我們可以知道這些故障的產生是由于網絡線的接口的問題。正確的處理方式就是把網線的水晶頭剪掉，換上一個新的接頭，接好網線之后再進行測試就可以了。這時發(fā)現調度遙測值和后臺的數據是一樣的，故障已經不存在，問題已經得到了解決。

2.4 故障原因分析

我們對這個問題產生的原因進行了分析，以避免以后再有類似的事情發(fā)生。我們認為，這個問題發(fā)生的，直接原因就是測控設置的網線水晶頭沒有做好，導致里面有一個插針掉落，最終影響了整個系統(tǒng)的正常運行。由于后臺監(jiān)控系統(tǒng)采用網絡103規(guī)約，該規(guī)約的遙信變位報文在50bit左右，而遙測報文一般在180bit左右。這時候，A網不能夠正常傳輸數據，B網卻可以，網線傳輸的不同就會使得網絡整體的負荷發(fā)生變化。監(jiān)控的后臺能夠正常地顯示數據，是由于A網和B網上面數據的處理是“或”處理，能夠容納一定的數據出錯。遠動裝置上對于A網和B網進行的是“與”處理，所以認為數據的傳輸是無效的，無法正常傳輸數據。所以，間接的原因就是系統(tǒng)內部對于數據的處理方式的不一致，導致了系統(tǒng)的不正常運行。

3 結語

隨著時代的發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)展越來越引起了人們的重視，而變電站則肩負著電力系統(tǒng)正常供電的重要責任。因此，對變電站中自動化監(jiān)控系統(tǒng)的通訊故障進行分析研究是很必要的。因此，我們對某一個變電站中出現的通訊故障問題進行了探究。首先發(fā)現了故障，然后對故障產生的原因進行了分析，并在這些理論分析的基礎上進行了實際的操作來檢查問題的所在，最后找到了故障的原因。雖然每一次故障的原因都是不一樣的，但是檢查的方法應該是相同的，所以我們對故障的檢查進行了詳細的描述。希望可以通過本文論述幫助相關人員在變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊發(fā)生故障的時候及時地進行檢查、分析，找到原因，排除故障，使變電站的系統(tǒng)能夠正常運行下去。

參考文獻

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（責任編輯：陳 潔）