變電站自動化監控系統通訊故障與處理措施

張立松 陳錢潛

（國電南瑞南京控制系統有限公司 江蘇南京 210000）

變電站自動化監控系統通訊故障與處理措施

張立松 陳錢潛

（國電南瑞南京控制系統有限公司 江蘇南京 210000）

目前在變電站運行過程中應用最為廣泛的自動化監控系統是以計算機技術、通信技術、自動化技術為基礎，很好的實現了變電站內設備及輸配電情況的實時監視、測量、控制和保護功能。其中的通訊系統作為數據傳輸的重要通道，當發生故障時，除了會影響監控系統的正常運行外，對于變電站的運行安全也造成了很大的威脅。

變電站；自動化監控系統；通訊故障；處理措施

前言

隨著變電站自動化運行技術水平的提高，自動化監控系統得到了廣泛的應用，系統以先進的計算機技術、通訊技術、信息處理技術及自動化技術為基礎，可實現變電站設備及運行狀況的實時監測、遠程操作、繼電保護及調度通信功能。有效的提高了變電站運行工作效率及安全可靠性，同時降低了運維成本。

1 變電站通訊網絡介紹

在變電站綜合自動化系統中，為了便于設計、管理，將設備配置劃分為變電站層和間隔層兩部分，在對系統通訊網絡進行分析時，也以此對網絡進行劃分，圖1為監控系統結構示意圖。[1]

圖1 監控系統結構示意圖

1.1 網絡介紹

變電站層一般是采用10M/100M工業以太網作為通訊網絡的主干網，間隔層可采用工業現場總線或工業以太網。為了提高網絡運行的可靠性，可以對網絡進行冗余配置，設計為雙網結構，以熱備用的方式運行。

1.2 物理介質

當使用工業現場總線時，傳輸介質可以選用帶有屏蔽層的網絡雙絞線；當使用工業以太網時，可使用10M/100M電以太網或光纖以太網。鑒于變電站層的設備及其對于監控系統功能實現的意義，其網絡設備主要有集線器等。

1.3 通信協議

根據通訊網絡組網方式及物理介質，同時滿足系統本身及其與其他系統互操作性及接口特點，網絡系統應支持CSCL2000內部通訊協議等國際標準協議。

1.4 通訊方式

隨著通訊技術的發展，目前在變電站運行過程中，可供選用的通訊方式主要有總線方式、網絡和總線相結合、以太網及全數字光纖這四種。不同的通訊方式有著不同的優缺點，其中單純的總線方式已經被淘汰，網絡和總線相結合這一方式在變電站運行應用的最多，以太網及全數字光纖作為最先進的組網方式，是未來通訊網絡的改造及建設趨勢。[2]

2 常見通訊故障及處理

通過對以往變電站自動化監控系統發生的通訊故障進行統計，其主要故障類型有下列幾種：[2]

2.1 單一裝置通訊中斷

在變電站運行過程中，單個裝置出現通訊中斷是最為常見的故障，當故障發生時，后臺機會及時發出報警，顯示通訊中斷裝置的名稱，同時在系統的系統結構頁面可看到該裝置通訊狀態由綠變紅。運行人員可針對這一裝置進行檢查分析，在檢查時應先易后難，先對通訊線路進行檢查，看線路是否松動、斷開；若排除是通訊線路故障，再對通訊接口進行檢查。

2.2 多個裝置通訊同時中斷

當通訊系統中出現多個裝置的通訊同時中斷時，一般是發生在485串口通訊系統中，485通訊方式是將站內所有裝置劃分為多個通訊環，當環中任一裝置通訊中斷，會導致整個環通訊出現中斷。根據以往經驗，發生這種故障的原因主要有兩個：①由于串口轉換裝置或通訊管理機的某個接口出現故障；②由于環中某臺裝置出現故障，干擾了其他裝置的正常通訊功能。針對這種故障類型，通過后臺機我們可以找到到發生故障的通訊環。

在對故障進行處理時，最好是采用排除法，即對環內相關設備進行逐一檢查。將裝置串口上的接線逐一拆開，當故障裝置接線拆除后，通訊環內其他裝置的通訊即可恢復。最后再對確定的故障裝置進行詳細檢查，如短時間不可修復則更換新的設備，消除通訊故障。

2.3 單個監控后臺機數據不刷新

通過對監控系統結構示意圖的分析，我們可以了解到，為了保證監控系統的運行可靠性，一般是采用一主一備兩部后臺。當某一臺出現通訊異常而另一臺正常時，故障往往是由于計算機本身軟硬件故障或其與數據交換機間通訊鏈路出現故障。在對故障進行排除時，可由后臺機向交換機發散，遵循先簡單后復雜的原則對這一部分的設備進行逐一排除，直至找出故障點并進行修復處理。

2.4 后臺系統通訊全部中斷

當后臺系統通訊全部中斷故障發生時，不同的通訊方式，故障原因也不相同。在485串口通訊方式中，故障原因可能是由于串口轉換器或通訊管理機造成的，通訊管理機作為通訊系統承上啟下的重要設備，其運行穩定性對于整個通訊系統的運行穩定性有著重要的意義；當通訊系統采用以太網通訊方式時，造成這種故障的原因可能是由于系統中交換機出現故障。在對故障排查過程中可針對這些設備進行。在實際運行過程中，所選用的通訊方式可靠性很高，主后備后臺機同時通訊中斷故障基本不會發生。

3 減少通訊故障的有效措施

通過對自動化監控系統日常運行中常見通訊故障的總結分析，我們可以發現造成故障的原因主要是集中在系統相關設備及通訊鏈路上，為了在實際的運行過程中，有效的降低故障發生率，提高通訊系統的運行穩定性，有必要堅持以下措施：

3.1 嚴格的網絡設計及設備選型

鑒于通訊網絡對于整個變電站自動化監控系統的重要性，為了避免運行過程中故障的發生，在系統的設計過程中，應結合以往的設計經驗及現有的先進技術對通訊網絡進行嚴格細致的設計；同時對于通訊網絡中涉及到的設備，要根據系統的應用需求，充分考慮接口、規約的兼容性、擴展性和適應性，選擇質量合格的設備。

3.2 加強系統的檢修維護

在以往通訊網絡故障中，很多時候都是由于水晶頭氧化、接線松動、設備積灰、數據庫存儲空間不足造成的，針對這些問題，只要在日常的運行過程中加強巡檢維護就能夠避免，所以應針對容易發生故障的設備及部位制定嚴格的巡檢維護制度，主動的避免故障的發生。

3.3 及時的技改更新

隨著相關通訊技術的不斷升級，對于通訊網絡中一些問題都有了很好的解決方案，為了降低這些問題影響通訊網絡的安全穩定正常運行，應結合變電站檢修維護計劃及運維資金水平，及時的進行技術改造，更換質量、性能更好的設備。

4 結束語

隨著電力系統在社會發展及人民生活中重要性的不斷提高，變電站作為重要的變配電樞紐，其重要性也相應提高。通過上面文章的分析，我們對于變電站自動化監控系統通訊方面的常見故障有了一定的認識，在對故障進行查找分析過程中，需要遵循的基本原則是“以問題設備為中心進行發散性檢查”。在日常的變電站運行過程中，應加強對通訊網絡的檢查維護，從而保障系統的健康狀況，避免故障的發生。

[1]許健嘉.變電站自動化監控系統通訊故障與處理措施[J].中國高新技術企業，2015（35）：69.

[2]谷玉敏.綜合自動化系統通訊故障的分析與處理[J].冶金動力，2014（12）：75.

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2016-2-20