變電站GPS對時異常處理探析

葉斌

摘 要：隨著電廠、變電站自動化水平的提高，電力系統對站內裝置對時準確性的要求愈來愈高。有了統一時鐘，既可以實現全站各系統在 GPS 時間基準下的運行監控后事故后的故障分析，也可以通過各開關動作、調整的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。于是對時的缺陷也越來越引起人們的重視，學習了解GPS裝置對時的相關知識和故障處理變得尤為迫切。

關鍵詞：GPS對時;異常處理;電力系統

1.故障現象

某日，雷雨天氣，某變電站系統保護跳閘時間與裝置SOE時間不一致，檢修人員在調取后臺機 SOE 記錄，發現某個裝置記錄時間異常，摘取部分如下：

可見，裝置SOE時間與系統時間相差2個小時，且參考其他裝置時間可以判斷是裝置報的時間不對，即SOE時間向后推遲了2小時。

2.原因分析

檢修人員第一步需排除保護測控裝置問題，首先是檢查了保護測控裝置的時間，后查看其歷史記錄時間，兩者時間是一致的，排除了面板時鐘采用與調度主站對時方式的可能。然后對照后臺報文時間發現與上述出情況相同，即后臺監控機的時間確實與裝置時間有出入。于是檢修人員檢查 csc211 保護裝置面板是否顯示對時成功，裝置顯示 “SEC”則表示有對上時，為什么SOE時間顯示不對呢？我們覺得裝置實際是沒對上時，裝置顯示“SEC”是不能作為對上時的唯一的依據，檢修人員懷疑是保護測控裝置有問題，為了確定查看了其他裝置。看了幾臺，結果一樣。可以判斷不是裝置插件的問題而另有原因。第二步排除時鐘源的問題，檢查對時裝置的系統時間，對時裝置是正常的，面板無告警且時間準確，第三步檢查兩者接線通信是否正常，因為 GPS 對時接口與接受對時的保護設備接口不能正常通信的問題，使保護裝置接受時間異常。為了驗證是否是此種情況，檢修人員修改裝置對時方式，把B碼對時改為網絡對時。再次重復上述試驗，保護裝置記錄的時間正常。

由此判斷，當裝置判斷裝置不通過B碼對時，即通過CAN 網接收通信對時，并以此為根據記錄各種事件。從上面看，時間異常消失了，說明保護裝置是正常的（如是南瑞裝置，需解除B碼線方可判斷，因為南瑞裝置B碼對時和網絡對時是并行的，B碼優先級別高于網絡且精確）。問題都集中到 GPS 對時接口與接受對時的保護設備接口是否匹配上來了，該站的保護裝置實際采用 B碼對時時。我們首先測量了對時電壓為 3.2V（對時源是四方，南瑞的一般2.2左右），和該種保護的對時電壓匹配。可以判斷對時裝置的這副節點沒有問題，接著檢查了 GPS 裝置輸出的兩根通訊線與保護裝置對時口的連接關系。問題查到這里，大家幾乎都確定是兩根線接反了。為了加快檢查速度，檢修人員直接把兩個線的位置對調后，仍不行。最后懷疑是否裝置線松動，于是就到裝置背板和端子排重新擰擰看看吧，重復做上述試驗，結果時間正常。

3.其他的異常情況

除了上述由于安裝調試不當的對時異常外，某些硬件和軟件故障也會導致對時失效。

一是測控裝置面板時間與動作時間不符：某老變電站的面板時間超過動作時間近 1 個小時，主要原因是測控面板時鐘采用與調度主站對時方式，時鐘由調度主站發出經通道傳至廠站裝置。這種老式對時方式因通道延時造成時鐘誤差。

二是天線故障：一種情況是安裝位置不對，應按從下往上看360°無遮擋的標準安裝;另一種是天線與裝置接觸不良，該種情況較少見，本人遇見過一次，更換對時裝置后即正常。

三是參數設置錯誤：有些保護裝置可內部選擇對時種類，選擇不當會引起無效對時;綜自系統也可設置為站內和站外對時，兩種的精度有差別。

四是電源：有的變電站設備較多，單臺裝置無法帶太多負荷，如負擔太重，會引起對時紊亂。運行時會出現裝置無規律的對時錯誤，多接一副節點或可根據情況增加一定數量對時擴展設備，能解決問題。

五是CPU插件電池：南瑞裝置曾出現CPU插件中紐扣電池老化，需更換電池才可對時的情況。

結 論

本次異常處理一方面鍛煉了檢修人員處理分析問題的能力，積累了處理GPS故障的經驗，同時也暴露出我們人員對 GPS 相關知識掌握不多。我們應給予其足夠的重視，在GPS 的日常運行維護管理應投入足夠的精力。在驗收時常常疏忽了對時的驗收，往往等到驗收過后出現故障時才發現天線安裝的位置不正確，給后期整改帶來很大的工作量，應該建立健全 GPS 的驗收規范，現場驗收不能僅依據面板的上顯示“*”來判斷是否對的上，一定要進行遙信開入試驗以確定對時正確。由于變電站內往往存在不同廠家的自動化裝置，其接口類型繁多，裝置數量也不等，所以考慮如何讓 GPS 對時接口與接受對時的設備接口正常匹配，不光是檢修人員，對于設計人員在前期訂貨時也是一定要弄清楚的。另外，定期檢查裝置時鐘是否正常，能及早發現對時故障，從而及時進行處理。

參考文獻

[1] 邢增波.關于短波遠程控制系統在短波通信中的應用研究[J].山東工業技術，2015

[2] 王洪劍，白躍偉.光纖通信遠程監測系統創新設計研究[J].數字通信世界，2015