淺析DDS接地裝置無法正確上送選線報文的原因及處理建議

孫翔宇

(廣東電網(wǎng)公司陽江供電局變電管理所,廣東陽江 529500)

淺析DDS接地裝置無法正確上送選線報文的原因及處理建議

孫翔宇

(廣東電網(wǎng)公司陽江供電局變電管理所,廣東陽江 529500)

DDS接地裝置是3～35kV中性點非直接接地系統(tǒng)的消弧消諧選線成套裝置的中央監(jiān)控操作單元,具備消弧消諧的控制及遠程監(jiān)視等功能。本文針對DDS接地故障智能檢測裝置在站內(nèi)運行中多次出現(xiàn)無法正確上送選線報文的情況,以塘坪站為例,通過對事故過程、站內(nèi)設備架構及故障分析,Modbus規(guī)約、報文交換過程進行分析,抓取站內(nèi)的實際報文,分析事件原因并根據(jù)現(xiàn)場情況提出整改建議。

DDS接地裝置 Modbus規(guī)約 故障分析

在雷雨天氣期間,我所轄下的110kV塘坪站、110kV古勞山站及110kV平崗站均出現(xiàn)過10kV饋線斷路器變位而無相關保護信息上送至監(jiān)控的情況。這導致調(diào)度無法實時把握現(xiàn)場設備狀態(tài),只能由巡檢班人員到現(xiàn)場查明斷路器變位原因后再進行復電,嚴重影響恢復送電的時間。基于以上背景,本文以塘坪站為例,對站內(nèi)設備及故障過程進行分析,提出整改建議。

1 故障分析

使用RCS-9493組態(tài)調(diào)試工具打開110kV塘坪站組態(tài),在第5號板卡中選擇廣州智光消弧系統(tǒng)規(guī)約,輸入相關的端口信息,進入調(diào)試界面。對選線的報文進行分析,以F01接地為例,通過打開報文的調(diào)試工具,選擇對應“#1線路01接地”,抓獲對應的選線報文,以此對報文進行分析。根據(jù)廠家所提供的裝置說明書,對DDS接地裝置的基本報文描述如下:

(1)“起始符”= AAH;

(2)“長度”= 數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù)+2,為16進制數(shù),“長度”不大于F0H,即240個字節(jié);

(3)“地址”是指DDS接地裝置的地址(0~255);

(4)“命令碼”用于說明報文的種類;

(5)“數(shù)據(jù)區(qū)”是指“命令碼”與“和”之間的字節(jié);

(6)“和”為“長度”、“地址”、“命令碼”、“數(shù)據(jù)區(qū)”各字節(jié)之和的低16位,其中,低8位在前,高8位在后;

(7)“終止符”=0DH。

根據(jù)基本報文的描述,對報文上送過程進行分析。以#1裝置進行分析,對于第一幀報文:TXEN(2014-6-16 9:22:46) aa 03 07 80 07 91 00 0d,根據(jù)報文說明,此報文是主站對DDS裝置的數(shù)據(jù)查詢報文,aaH為起始符,03H是報文長度,07是DDS的裝置地址,80H代表請求1#裝置運行數(shù)據(jù),0d代表終結符,其意義是主站對DDS接地裝置的遙信量進行查詢。

圖2 詢問過程示意圖Fig. 2 Message diagram

對于第二幀報文:RXEN (2014-6-16 9:22:47) aa 11 07 30 07 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5f 00 0d ,30代表回答的是1#裝置遙信數(shù)據(jù),第六和第七字節(jié)稱為S1和S2代表遙信狀態(tài)量字節(jié),其中對于S1、S2兩個字節(jié),在表格已進行詳細說明。對于8到17這九個字節(jié),每個字節(jié)表示L1至L9條線路,共72位表示72條接地線路,對于L10,前兩位表示備用,第四第五位別表示II和I母線接地,對于后四位,從最后一位算起依次代表73至76線路接地。此報文回答主站:DDS接地裝置沒有接地故障告警。

在故障分析過程,我們進行多次接地選線試驗,并逐一抓取報文進行分析,發(fā)現(xiàn):并不是每一次的接地故障都無法抓取對應的選線報文,通常,在每十次的試驗中,有6-8次不能正確告警。這一定程度地說明,問題并不出現(xiàn)在硬件設備上,極有可能因為通訊的方式或線路問題,導致信號失真,從而影響信號的上報。進而我們對選線報文的時間周期進行分析,通過對圖1中相鄰兩個遙信報文時間的計算,我們得出選線報文的詢問周期為:T=60+13-58+1=15秒,而當時設備的跳閘出口時間為3秒,從而找到了問題根源。如圖2所示,截取一個詢問周期內(nèi)的報文,根據(jù)報文定義,規(guī)約在37:58詢問#1裝置的遙測數(shù)據(jù),38:2詢問#1裝置的遙信數(shù)據(jù),38:6詢問#2裝置的遙測數(shù)據(jù),38:9秒詢問#2裝置的遙信數(shù)據(jù),而到了36:13秒,規(guī)約重新詢問#1裝置的遙測數(shù)據(jù),以15秒為周期,進行循環(huán)問答。以#1裝置為例,在這個詢問周期內(nèi),規(guī)格對設備進行詢問,設備即刻響應,回答當前狀態(tài),如圖2的報文所示,規(guī)約在38:2詢問#1裝置的遙信數(shù)據(jù),設備在38:3回答狀態(tài),2到3秒間為響應時間,再經(jīng)過3秒,規(guī)約詢問#2設備的遙測量。根據(jù)此通信方式,參照圖2詢問示意圖,我們對以下3種情況進行分析:

(1)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第59秒發(fā)出接地告警,由于設備的跳閘出口為3秒,所以遙信變位一直保持到第2秒,根據(jù)圖1報文截圖,在第2秒規(guī)約剛好詢問設備,經(jīng)過處理在第3秒設備進行回答,此時,第59秒為臨界點,剛好不能收到接地告警。

(2)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第2秒發(fā)出接地告警,根據(jù)圖1,在第2秒規(guī)約剛好詢問設備,經(jīng)過處理在第3秒設備進行回答,此時,第2秒也為臨界點,剛好能收到接地告警。

(3)在此詢問周期內(nèi),如果裝置在第59到第2秒期間發(fā)出接地告警,那么裝置能正確發(fā)出接地告警;在此時間范圍外不能正確告警。

根據(jù)分析的結果,設備的跳閘出口時間和報文詢問周期在時間上的配合,很大程度影響了裝置選線信息的正確上送。

2 整改措施及建議

針對DDS接地檢測裝置因為跳閘出口時間與報文詢問周期不能正確配合所導致無法正確上送接地故障告警的問題,結合設備的實際狀況,從以下四個方面提出整改措施:

(1)通過縮短報文詢問周期,確保每一個選線報文在出口時間內(nèi)都能被正確查詢,從而達到報文正確上送的目的。對于這種整改方法,在調(diào)試過程中出現(xiàn)DDS接地裝置在詢問周期內(nèi)無法做出反應,導致規(guī)約設備不斷發(fā)送TXEN詢問報文,其表象與返校失敗相似。

(2)修改裝置跳閘出口時間。由于報文詢問周期為15秒,在消缺過程中,我們把跳閘出口時間設置為16秒,保證跳閘選線信號持續(xù)于整個報文詢問階段。這種整改方式確保設備的正確選線,滿足功能上的要求,但會延長斷路器出口時間。

(3)在DSS接地裝置中增加緩存寄存器。對裝置的每一次動作變位先進行副本拷貝,存放于寄存器中,再上送規(guī)約裝置。在規(guī)約裝置詢問期間,先對寄存器進行掃描,如發(fā)現(xiàn)接地告警立刻上送,如沒有發(fā)現(xiàn)再按傳統(tǒng)的過程進行詢問。這種做法由于需要對現(xiàn)有設備的硬件進行整改,需要研發(fā)時間,對已經(jīng)投運的設備參考價值不大。

(4)在規(guī)約的使用上進行改進。對于先進的通訊規(guī)約如103通訊規(guī)約,在檢測到設備發(fā)生突變信號時立刻優(yōu)先上送,從而避開了跳閘出口時間與報文詢問周期的配合問題,確保接地告警正確上送。

綜合各種整改措施,塘坪站使用第二種整改方法,在廠家調(diào)試后設備正常運行。而對于后兩種整改方法,由于技術原因,很難在短時間內(nèi)實行,但由于其在設備穩(wěn)定運行方面具有的很大優(yōu)勢,建議在以后相關整改過程中對廠家提出相關技術要求,盡可能提高在現(xiàn)場運用的可能性。

3 結語

本文以110kV塘坪站為例,結合其通訊規(guī)約對站內(nèi)DDS接地故障智能檢測裝置選線報文無法上送的缺陷作出詳細分析,提出整改措施和建議。對于110V平崗站和110kV古勞山站,其過程與塘坪站相似,不同點在于塘坪站使用Modbus問答式規(guī)約協(xié)議,而其他兩站使用CDT自發(fā)式規(guī)約協(xié)議,雖然數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞讲煌?但底層原因一致,其整改措施相似。隨著無人值班站的普遍投運,對自動化系統(tǒng)的要求越來越高,站端自動化設備的數(shù)量也明顯增加,站端人員在全面熟悉設備功能的同時,必須對其底層原理具有充分認知,才能對站內(nèi)的異常情況進行詳細分析和從容的處理。

The DDS 3 ～ 35 kV neutral point grounding device is not directly grounding system arc suppression of harmonic elimination line selection central control operation unit of complete sets of equipment, with arc suppression of harmonic elimination control and remote monitoring, and other functions.Based on DDS ground fault intelligent detection device in station running multiple occurrences cannot give the message to select correctly, pond mouth station,for example, through the process for the accident, station equipment architecture and failure analysis, Modbus statute and message exchange process were analyzed,and the grab station of the actual message, analyzing the reasons and put forward recommendations according to the site situation.

DDS grounding device；modbus statute；failure analysis