變電站遠動通道通信中斷常見故障原因及處理

摘 要：對遠動通道通信中斷常見的故障類型、故障主要原因進行了介紹，結合變電站自動化系統遠動通道運行維護實踐，總結故障排查思路及處理方法，給電網調度自動化新員工和專業維護人員提供一些方法和建議。

關鍵詞：遠動通道；通信中斷；故障處理

1 概述

隨著電網技術的不斷改革和飛速發展，遠動信息傳輸的可靠性已成為電網調度自動化系統穩定、準確、可靠運行的重要保證。而縣級供電企業幾乎所有變電站設備的“遙測、遙信、遙控、遙調”數據都是由遠動裝置通過遠動通道實現的，遠動通道作為連接主站和變電站端信息傳輸的主要脈絡，一旦發生中斷，“四遙”數據傳輸立即中止。因此，遠動通道日常運行維護、通信中斷故障分析及判斷[1-3]、快速消除故障恢復遠動通信，就宛如調度數據的生命通道，顯得極其重要。

2 遠動通道分類及相關知識

2.1 遠動系統

遠動系統通常由控制站、被控站和遠動通道三部分組成。

2.2 遠動通道

遠動通道一般分為兩種：（1）網絡通道，是指采用以太網[4]的傳輸規約，通過調度數據網進行通信。使用IEC104規約。IEC104規約是專用于以太網傳輸的電力規約，具有通過網絡連接的握手過程與I、S類幀具有幀序列號，不正確的序列號將迫使網絡連接中斷等重要特點。（2）模擬通道，是采用MODEM進行通信。使用兩種通信規約：CDT、IEC60870-5-101規約。CDT規約，遠動裝置向調度端不停地循環發送數據，屬于循環式規約，適用于點到點的遠動通道結構。IEC60870-5-101規約，調度端先向站端遠動裝置發送數據請求，遠動裝置再向調度端傳送相應的數據。屬于問答式規約，適用于點對點，多個點對點，多點共線，多點環形和多點星型網絡配置。

2.3 “Ping”原理

通過發送Internet控制信息協議[4]（ICMP）數據包測試端到端的情況，檢查ICMP數據包所通過的節點和設備是否在正常工作。也就是說通過“Ping”可向遠端主機傳送一個小數據，經對方反饋接收，根據響應時間和數據丟失率，判斷與對方的連接成功與否，并分析連接效果，速率如何。

2.4 常用工器具

進行遠動通道中斷故障處理時，常用到的測試工具：示波表1臺，便攜式專用測試電腦1臺，網線測試儀1臺，萬用表1臺，遠動通道測試儀1臺等。

3 常見故障分類、原因分析及處理方法

3.1 網絡通道故障的排查

3.1.1 安全防護設備檢查

在網絡通道上，規定部署的安全防護設備包括：（1）防火墻：發現其網絡端口指示燈不亮時，應關閉防火墻，看通道是否恢復。若通道能正常運行，說明防火墻故障，應聯系廠家進行維修。（2）加密認證裝置：發現其網絡端口指示燈不亮時，應關閉加密認證裝置，看通道是否恢復。若通道能正常運行，說明為加密認證裝置故障，應聯系廠家進行維修。（3）交換機：發現端口的指示燈不亮時，應檢查網線是否插在交換機正確的端口上。交換機的每個端口固定為某個設備的端口，若接入錯誤的設備，端口會自動鎖住。

3.1.2 網絡設備檢查

網絡設備檢查主要包括兩個測試：網線測試和以太網測試。（1）網線測試，為確定裝置是否有故障，在確定接入端口無誤后，應該使用網線測試儀。具體說明：把網線的兩頭分別接入測試器的MASTER和REMOTER的端口，在MASTER端，把開關打到ON或S位置，MASTER及REMOTER端的8個指示燈會逐一閃爍。故障分析及處理的具體操作：在網線直通的情況下，MASTER及REMOTER端的指示燈是一一對應閃爍的，在交叉網線的情況下，REMOTER端的指示燈根據網線交叉的情況對應MASTER閃爍。若在REMOTER端有某個或幾個指示燈不亮，則說明網線有斷開的情況，這時應重做網線水晶頭。排除水晶頭故障后，若仍未通信上，則重新放一根新的網線。（2）以太網測試，在確定安全防護設備及網線沒有故障后，可利用手提電腦的“Ping”命令來測試調度數據網網絡的連通性。將手提電腦的IP地址、子網掩碼及網關按遠動裝置進行設置，把遠動裝置的網線接入手提電腦的網口，在電腦上輸入Ping遠端的服務器地址。若Ping不通，可請通信運維部配合檢查調度數據網。

3.2 模擬通道通信中斷故障的排查

3.2.1 MODEM檢查

MODEM板的設置與檢查包括：MODEM設置，包括外觀，即面板設置和模塊設置。面板說明（圖1所示）。

RXD燈-接收指示燈：當接收到調度端數據時，該燈會閃爍。TXD燈-發送指示燈：當向調度端發送數據時，該燈會閃爍。CD燈-通道狀態指示燈：檢測通道狀態。

3.2.2 MODEM板設置

在MODEM板中通過撥碼開關來設置其中心頻率、頻偏、波特率，以滿足規約要求。常用的規約MODEM板設置（圖2所示）。

（1）IEC60870-5-101規約的MODEM設置。中心頻率：2700Hz，頻偏：150Hz，波特率：1200。在使用101規約的廠站中，RXD燈和TXD燈會交替閃爍，先是RXD燈閃爍，再是TXD燈閃爍（圖3所示）。若RXD燈閃爍，而TXD燈不閃爍，則應檢查MODEM是否設置正確或遠動裝置是否有故障。若RXD燈不閃爍，說明遠動裝置收不到調度端的詢問，應檢查通信通道是否正常。

（2）CDT規約的MODEM設置：中心頻率：2800Hz，頻偏：200Hz，波特率：600。在使用CDT規約的廠站中，遠動裝置正常運行時，上行通道端子變化頻率是在2730～3030Hz之間，電壓幅值在0.2～0.7V左右。若電壓及頻率超過以上范圍，甚至沒有頻率或電壓，是由于沒有發送遠動數據的原因，說明MODEM或遠動裝置有問題。若電壓、頻率都正常，則應通知通信運維部或調度端自動化人員配合檢查。

在使用CDT規約時，正常情況下，TXD燈會不停地閃爍，RXD燈偶爾會閃爍。

3.2.3 通道測試

（1）環回法。先對裝置或通道的數據口的收發接線端子進行導線連接，然后調度主站或變電站遠動裝置模擬測試報文，通過觀察發出信號數據的返回系數情況來逐步分析故障。如圖4、圖5所示。

具體操作過程：將遠動裝置端子的“兩收”、“兩發”收發同時短接，用自環法測試遠動通訊裝置是否完好。若不正常，則可能是通信電路芯片損壞。若遠動裝置正常，則甩開遠動裝置與MODEM之間的連接線，將通信裝置的“收”、“發”短接做“自發自收”測試，檢查通道是否正常。把上下行通道直接聯通，使通信通道形成一個環路，調度端通過觀察發送和接收的報文是否一致來判斷通道是否正常。在不同設備端子上的環回，能檢測出端子的故障點。

（2）排除法。運用環回法確定遠動裝置及通信通道正常運行后，可用排除法確定其他故障點。故障情況：a.調度可以收到總控單元上傳的信息，但不能執行遙控命令。分析及處理：廠站地址和目標地址不對應，具體從原碼分析可知。電平不對應。正常時上行、下行電平相差不多。可以從通訊裝置上調電平，使兩側電平均接近0。調度軟件等待時間太短，可從調度將等待時間改動為正常。b.通信時通時斷。分析如下：通信線連接不牢靠，通信電路芯片或相應接地管腳未接地，說明通道設備有故障。

4 易犯錯誤和異常處理

（1）在進行安全防護設備檢查時，只是簡單地看一下電源燈的狀態，以此來判斷通道是否完好。正確做法：除觀察電源燈外，還要觀察端口的指示燈狀態。（2）通中調的通信中斷，用環回法進行通道測試時，將地調“兩收”，“兩發”接口進行自環。正確的做法：將中調“兩收”，“兩發”接口進行自環。（3）在以太網測試時，用便攜式專用測試電腦直接把遠動裝置的網線接入手提電腦的網口，在電腦上輸入Ping遠端的服務。正確的做法：先將手提電腦的IP地址、子網掩碼及網關按遠東裝置進行設置，再輸入Ping遠端的服務器地址。（4）異常：處理通信中斷故障之后，廠站通訊恢復正常，但廠站數據不刷新。處理方法：重啟遠動裝置，讓程序重讀一遍即可。

5 結束語

遠動通道是子站端與主站端連接的紐帶，保證遠動通道的質量，有效地對遠動通道進行檢測，加快遠動通道故障處理的速度，是保證遠動系統安全、可靠運行的重要手段之一。因此，利用上述工作思路和方法，及時地對變電站遠動通道通信中斷故障進行處理，是為變電站遠動信息的可靠傳輸及電網一、二次設備狀態的實時監控和調度操作打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]王俊明，劉軍.綜合自動化系統遠動通道故障的分析與判斷[J].青海電力，2006，25（3）：49-50.

[2]軒秀麗，石登科，梁昭.遠動通道的故障檢測與探討[J].中國西部科技，2011，10（41）.

[3]夏敏.變電站遠動通道中斷的檢測方法[J].電力安全技術，2014，16（1）.

[4]謝希仁.計算機網絡（第四版）[M].北京：電子工業出版社，2003.

作者簡介：袁波（1986-），男，本科，助理工程師，主要從事通信及自動化設備與系統調試、檢修和運維工作。