一起500kV 變電站遠動裝置信號上送異常的處理與分析

鐘智棟，王夢芝，金穎杰，張淦鋒

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311199）

遠動裝置是為完成調(diào)度與變電站/電廠間各種信息的采集并實時自動傳輸和交換的自動裝置，是電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)。由于早期建設(shè)的500kV 變電站多數(shù)已運行近10 年，當初投運的變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備已不能充分滿足當前各項數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。因此，變電站到調(diào)度數(shù)據(jù)信號的異常時有發(fā)生。特別是設(shè)備位置信號的不定態(tài)，使調(diào)度監(jiān)控失去了對該站設(shè)備的監(jiān)控能力，降低了對大電網(wǎng)的調(diào)控能力，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成重大影響。

文獻[2]從通道、鏈路、通信流程等方面對變電站常見的異常問題進行了分析，沒有涉及遠動信號的具體細節(jié)。文獻[3]雖然從測控裝置配置層面分析異常信號產(chǎn)生的原因，但沒有深入分析影響信號產(chǎn)生的底層邏輯。

1 事件經(jīng)過

某日，網(wǎng)調(diào)告知某500kV 變電站新擴建1 號主變間隔5011 開關(guān)、5012 開關(guān)、2601 開關(guān)間隔位置信號處于不定態(tài)，要求現(xiàn)場盡快處理該異常點。現(xiàn)場運維人員重啟遠動并置位后使其恢復(fù)正常。但后續(xù)多次出現(xiàn)開關(guān)、刀閘不定態(tài)的異常現(xiàn)象。

2 現(xiàn)場處理

檢修人員抓取并分析遠動與測控通信報文，初步分析發(fā)現(xiàn)異常間隔測控裝置在鏈路中斷后的初始化過程中dsDin 數(shù)據(jù)集沒有響應(yīng)總召將本數(shù)據(jù)集內(nèi)容發(fā)送至遠動，并將發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象告知廠家。檢修人員修改測控裝置配置文件和監(jiān)控后臺主機中的SCD 文件，更換遠動裝置CPU 板。處理完成后，監(jiān)控后臺及調(diào)度遙信、遙測、遙控試驗正常。

3 報文分析

（1）測控裝置配置文件修改前報文分析。電力監(jiān)控設(shè)備實時上送遙信報文，分析報文發(fā)現(xiàn)，異常測控裝置的brcbWarning、brcbCommState 報告控制塊的初始化過程正常，使能、完整性周期、選項域、觸發(fā)域、總召操作均能成功，且總召報文、周期報文正常上送。其中brcbWarning 初始化過程圖1 所示，brcbCommState與其相同。

圖1 brcbWarning 控制塊使能成功

但brcbDin 報告控制塊的初始化過程異常，其使能、完整性周期、選項域、觸發(fā)域操作均能成功，總召操作成功，但測控沒有上送總召報文，且初始化完成后測控裝置沒有周期報文上送，如圖2 ～5 所示。

圖2 brcbWarning 控制塊完整性周期寫成功

圖3 brcbWarning 控制塊選項域?qū)懗晒?/p>

圖4 brcbWarning 控制塊觸發(fā)域?qū)懗晒?/p>

圖5 brcbWarning 控制塊總召成功

（2）測控裝置及遠動配置文件分析。查看測控裝置模型文件dsDin 數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集中包含了開關(guān)、刀閘等一次設(shè)備遙信，以及其他硬接點遙信，如圖6 ～7 所示。

圖6 brcbDin 控制塊總召成功,但沒有總召報文響應(yīng)上送

圖7 測控裝置模型文件中CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)內(nèi)容

圖8 異常測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集

檢查SCD 集成文件，異常測控裝置模型文件CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集中共有121 個數(shù)據(jù)，存在無效的邏輯節(jié)點DevAlarmGGIO，如下圖紅框中所示。而遠動裝置導(dǎo)入的異常間隔測控模型中，CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集有109 個數(shù)據(jù)，不存在DevAlarmGGIO 邏輯節(jié)點。該差異可能會造成以下影響：一是測控裝置本身存在無效的邏輯節(jié)點DevAlarmGGIO，導(dǎo)致測控裝置判定該數(shù)據(jù)集異常，從而不向遠動發(fā)送該數(shù)據(jù)集內(nèi)容；二是異常間隔測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集與遠動裝置中不一致。

根據(jù)以上分析，CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集沒有響應(yīng)總召將數(shù)據(jù)集信息上送遠動的原因可能為：測控裝置本身存在無效的邏輯節(jié)點DevAlarmGGIO，導(dǎo)致測控裝置判定該數(shù)據(jù)集異常，從而不向遠動發(fā)送該數(shù)據(jù)集內(nèi)容；且異常間隔測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集與遠動裝置異常間隔的CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集不一致導(dǎo)致。

（3）測控裝置配置文件修改后報文分析。根據(jù)以上分析結(jié)果，刪除異常測控裝置CTRL/LLN0/dsDin數(shù)據(jù)集中無效的DevAlarmGGIO 邏輯節(jié)點，并重新下裝測控裝置配置文件。測控裝置的brcbWarning、brcbCommState、brcbDin 報告控制塊的初始化過程正常，使能、完整性周期、選項域、觸發(fā)域、總召操作均能成功，且總召報文、周期報文正常上送，總召報文及周期上送報文如圖9 ～10 所示。遠動裝置上送的遙信信息正常。

圖9 測控裝置配置文件修改后dsDin 數(shù)據(jù)集總召報文

圖10 測控裝置配置文件修改后dsDin 數(shù)據(jù)集周期上送報文

（4）現(xiàn)場測試。現(xiàn)場修改5011 開關(guān)測控裝置配置文件并重新下裝，未修改5012 開關(guān)、2601 開關(guān)測控配置文件，作橫向?qū)Ρ取Ｖ貑⑦h動裝置后，對三個間隔測控進行總召，5012、2601 開關(guān)間隔遙信出現(xiàn)異常，而5011 開關(guān)間隔遙信為正常。

4 原因分析

綜上分析，異常間隔測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集存在無效的DevAlarmGGIO 邏輯節(jié)點，測控裝置判定該數(shù)據(jù)集異常，從而不向遠動發(fā)送該數(shù)據(jù)集內(nèi)容，且與遠動裝置內(nèi)異常間隔的數(shù)據(jù)集不一致，導(dǎo)致測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集不能正常響應(yīng)總召，無法將數(shù)據(jù)集中的開關(guān)、刀閘等設(shè)備位置發(fā)送至遠動。遠動裝置CPU 板運行工況不良，遠動裝置存在隨機性程序死機或者鏈路異常的可能，在程序或者鏈路恢復(fù)過程中，遠動裝置將進行初始化，一旦遠動裝置初始化，就會出現(xiàn)異常測控裝置dsDin 數(shù)據(jù)集響應(yīng)總召失敗，從而導(dǎo)致調(diào)度端5011 開關(guān)、5012 開關(guān)、2601 開關(guān)間隔遙信異常。

本次1 號主變擴建期間，遠動裝置未下裝最新SCD集成文件，前提是測控裝置CID 模型不發(fā)生變化。但是，在配置SCD 組態(tài)文件時，廠家人員不掌握新增測控水平聯(lián)閉鎖會導(dǎo)致CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集增加無效的DevAlarmGGIO 邏輯節(jié)點，從而致使異常間隔測控判定本數(shù)據(jù)集異常，且與遠動模型不一致。

5 事件處理

刪除1 號主變5011 開關(guān)測控、5012 開關(guān)測控、2601 開關(guān)測控裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集無效的DevAlarmGGIO 邏輯節(jié)點，并重新下裝測控配置文件、更新后臺SCD 文件。更換CPU 板，提升遠動裝置運行工況，使上述異常恢復(fù)。

6 結(jié)語

根據(jù)報文分析，在測控裝置與遠動裝置CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集不一致的情況下，brcbDin 報告控制塊的使能、完整性周期、選項域、觸發(fā)域、總召操作成功，只是未上送總召報文。但根據(jù)標準的IEC61850通信規(guī)約，在CTRL/LLN0/dsDin 數(shù)據(jù)集不一致的情況下，brcbDin報告控制塊的使能、完整性周期、選項域、觸發(fā)域、總召操作均不應(yīng)成功。早期NSD300 遠動裝置與測控通信的流程未完全按照IEC61850 通信規(guī)約。

遠動設(shè)備為自動化專業(yè)檢修維護盲點，一般信號上送異常，首先考慮測控裝置信號來源是否正確。再檢查遠動裝置的點位關(guān)聯(lián)是否正確，最后檢查配置文件，準確定位，提高缺陷處理效率。考慮系統(tǒng)內(nèi)存在多個運行超過10 年的老舊遠動裝置，異常逐漸增多。專業(yè)決定后續(xù)盡快安排老舊設(shè)備改造工作，提升設(shè)備健康水平，助力電網(wǎng)安全運行。因測控數(shù)據(jù)集異常導(dǎo)致遠動無法收到信號，對調(diào)度中心監(jiān)盤產(chǎn)生了較大影響。本文針對上述現(xiàn)象進行了詳細分析,并提出了整改優(yōu)化方案,對今后500kV 變電站自動化工作中，如何對測控裝置進行正確地配置和驗證，以及類似遠動裝置信號上送異常的處理，具有指導(dǎo)和借鑒意義。