變電站交換機常見故障及解決方法

黃文靜 叢培杰

（廣州供電局，廣東 廣州 510180）

變電站交換機常見故障及解決方法

黃文靜 叢培杰

（廣州供電局，廣東 廣州 510180）

交換機在日常的維護中應盡量避免出現這樣或那樣的問題，以保證變電站內裝置的正常通訊，滿足電力系統自動化數據實時性、可靠性的要求。文章針對變電站內交換機使用過程中經常出現的問題提出解決的方法。

變電站；綜合自動化；交換機；級聯

通訊技術是實現變電站自動化的一個關鍵技術，近年來以太網大量使用在變電站中，展示了其優越的性能，大量的相關技術以及軟件硬件支持使得變電站通訊的前景越來越廣闊。

1 變電站站內裝置通訊結構圖

交換機工作于數據鏈路層，廣義上的交換機就是一種在通訊系統中完成信息交換功能的一種設備。圖1是一個典型的110kV變電站的網絡通訊結構圖，假設站內的設備完全通過以太網來進行通訊。從圖中我們可以看到10kV高壓室按照每個高壓室12臺保護裝置來計算，那么三個高壓室就一共有36臺以太網通訊裝置，則A、B網各需要兩臺交換機（每臺交換機各有24個電口）。此外，與主控室進行級聯用的交換機還需要有一對光口。主控室三臺110kV主變保護（差動保護 、本體保護 、后備保護）和測控裝置以及后臺機、遠動、保信子站這些主要設備，加之一些附屬設備，例如錄波器、UPS、網絡硬盤等設備全部都要通過以太網進行通訊，則主控室內A、B網也各需要兩臺交換機。由此我們可以看出，僅僅一個110kV變電站站內就需要8臺交換機，那么220kV、500kV變電站所需要的交換機也就更加多了。

圖1 110KV變電站網絡結構示意圖

從圖1中我們還可以看出，交換機在整個變電站的通訊中起到了承上啟下的關鍵作用，無論是當地后臺機還是遠方調度主站，要想了解到變電站的各種信息，就必須通過交換機。雖然變電站內針對交換機通訊已經做了 A、B網的冗余設計，防止由于交換機的故障而導致通訊中斷，但在日常工作中，我們還是發現了不少時候某一部分交換機故障，從而導致了很多裝置的A、B網通訊完全中斷。

2 常見故障急解決方法

2.1 交換機外部接入電源要正確

通常交換機上都清楚的注明了交換機適用的電壓等級，安裝時一定要看清楚。110V的交換機接入220V電源，接入電源后就會將交換機的電源部分燒壞；220V的交換機接入110V電源，接入電源后交換機可以使用一段時間，但是在使用的過程中會出現通訊中斷和數據丟包的現象。另外還要看清楚是交流（AC）還是直流（DC），早期的交換機基本上都是用的交流電源，經常出現電壓不穩的情況，從而導致交換機的電源部件經常損壞。現在隨著變電站設計的規范化，交換機電源都要求接入直流電源，以保證交換機電源的穩定。

2.2 保證接入交換機的網線正確

在敷設網線的時候，一定要在網線上標注清楚起點和終點。變電站自動化程度越來越高，保護裝置眾多，都要接入交換機，因此需要敷設大量的網線，尤其在新建變電站中，如果不標注清楚網線的起點和終點，很容易將網線接錯，從而導致A網和B網之間有交叉，影響正常的通訊。如果標識不清楚，在日后的缺陷查找過程中會造成很多麻煩，有時候會因為拔錯網線影響其它裝置的通訊。圖2就是廣州供電局目前實行的網線標識標準。

圖2 網線走向標識

2.3 保證交換機光電轉換盒的正常運行

這一點主要是針對早期設計的變電站，那時帶光口的交換機還未廣泛的應用于變電站，而高壓室與主控室的交換機之間的級聯由于要走電纜豎井，且距離較長，就不能直接用網線通訊，必須敷設光纜，因而在交換機和光纜之間就需要光電轉換盒，進行光信號與電信號之間的轉換，其物理連接方式如圖3所示。光電轉換盒的故障比較難以發覺，需要專用的光測試儀來測試信號的強度，通常光電轉換盒出現問題，會導致網絡時通時斷。更換的時候要注意，兩端的光電轉換盒要換成同一廠家，同一參數的，否則還是會導致通訊不正常。有條件的情況下，建議更換成帶光口的交換機，減少了中間環節，也減少了出現問題的幾率。

對于帶光口的交換機和光電轉換盒，都要保證光口和尾纖的清潔，否則也可能造成通訊不暢。

圖3 帶有光電轉換盒的交換機接線方式

2.4 同一網段交換機的級聯線要正確

同網段交換機間一般是通過普通用戶端口進行級聯，有些交換機則提供了專門的級聯端口(Uplink Port)。這兩種端口的區別僅僅在于普通端口符合MDI標準，而級聯端口(或稱上行口)符合 MDIX標準。由此導致了兩種方式下接線方式不同。當兩臺交換機都通過普通端口級聯時，端口間電纜采用交叉電纜(Crossover Cable)；當且僅當其中一臺通過級聯端口時，采用直通電纜(Straight Throurh Cable)。用交換機進行級聯時要注意以下幾個問題：原則上任何廠家、任何型號的以太網交換機均可相互進行級聯，但也不排除一些特殊情況下兩臺交換機無法進行級聯，尤其是生產年份較早的交換機，一般都是只能通過專用的級聯口才能進行級聯；目前生產的交換機端口都具備了自適應能力，兩臺交換機普通端口都可以通過直連線進行級聯。但要注意的是交換機間級聯的層數是有一定限度的，成功實現級聯的最根本原則，就是任意兩節點之間的距離不能超過媒體段的最大跨度。多臺交換機級聯時，應保證它們都支持生成樹(Spanning-Tree）協議，既要防止網內出現環路，又要允許冗余鏈路存在。

2.5 交換機的負載不能太重

在變電站規劃設計時就應該考慮此問題，每臺交換機上盡量不要接滿負載，最好平均分配到每臺交換機。在日常工作中我們發現，接滿負載的交換機發熱比較嚴重，進而縮短了使用壽命，且數據延時也稍微長一點。

3 結束語

隨著變電站自動化程度越來越高，尤其是數字化智能變電站的逐步推廣，綜合自動化要求的數據準確性、實時性、可靠性程度也越來越高，而我們日常維護中會發現，交換機部分出現的問題還是比較多的，是變電站內通訊部分出現問題最多的部位。目前很多地方都已經使用了AVC，數據的準確和實時性已經影響到了AVC的動作策略，所以隨著時間的推移，交換機的維護和管理勢必得到越來越多的重視。

[1] 劉建鋒.變電站綜合自動化系統設計方案分析比較[J].福建電力與電工,2000,(4).

[2] 鮑昶.變電站綜合自動化系統的設計與應用[J].河南冶金,2000,(3).

[3] 趙華云,張冉,陳卓.智能變電站中工業以太網交換機的應用技術[J].低壓電器,2010,(18).

[4] 張小飛,但富中,馬瑩.智能變電站的工業以太網交換機組網測試技術[J].電力系統通信,2010,(6).

[5] 林明宇.數字化變電站自動化系統中以太網交換機的選擇[J].電力系統保護與控制,2009,(1).

TM76

A

1008-1151(2011)08-0130-02

2011-04-26

黃文靜（1980－），女，廣州供電局助理工程師，從事繼電保護和自動化方面的工作；叢培杰（1980－），男，廣州供電局工程師，從事繼電保護和自動化方面的工作。