变电站交换机常见故障及解决方法

黄文静 丛培杰

（广州供电局，广东 广州 510180）

变电站交换机常见故障及解决方法

黄文静 丛培杰

（广州供电局，广东 广州 510180）

交换机在日常的维护中应尽量避免出现这样或那样的问题，以保证变电站内装置的正常通讯，满足电力系统自动化数据实时性、可靠性的要求。文章针对变电站内交换机使用过程中经常出现的问题提出解决的方法。

变电站；综合自动化；交换机；级联

通讯技术是实现变电站自动化的一个关键技术，近年来以太网大量使用在变电站中，展示了其优越的性能，大量的相关技术以及软件硬件支持使得变电站通讯的前景越来越广阔。

1 变电站站内装置通讯结构图

交换机工作于数据链路层，广义上的交换机就是一种在通讯系统中完成信息交换功能的一种设备。图1是一个典型的110kV变电站的网络通讯结构图，假设站内的设备完全通过以太网来进行通讯。从图中我们可以看到10kV高压室按照每个高压室12台保护装置来计算，那么三个高压室就一共有36台以太网通讯装置，则A、B网各需要两台交换机（每台交换机各有24个电口）。此外，与主控室进行级联用的交换机还需要有一对光口。主控室三台110kV主变保护（差动保护 、本体保护 、后备保护）和测控装置以及后台机、远动、保信子站这些主要设备，加之一些附属设备，例如录波器、UPS、网络硬盘等设备全部都要通过以太网进行通讯，则主控室内A、B网也各需要两台交换机。由此我们可以看出，仅仅一个110kV变电站站内就需要8台交换机，那么220kV、500kV变电站所需要的交换机也就更加多了。

图1 110KV变电站网络结构示意图

从图1中我们还可以看出，交换机在整个变电站的通讯中起到了承上启下的关键作用，无论是当地后台机还是远方调度主站，要想了解到变电站的各种信息，就必须通过交换机。虽然变电站内针对交换机通讯已经做了 A、B网的冗余设计，防止由于交换机的故障而导致通讯中断，但在日常工作中，我们还是发现了不少时候某一部分交换机故障，从而导致了很多装置的A、B网通讯完全中断。

2 常见故障急解决方法

2.1 交换机外部接入电源要正确

通常交换机上都清楚的注明了交换机适用的电压等级，安装时一定要看清楚。110V的交换机接入220V电源，接入电源后就会将交换机的电源部分烧坏；220V的交换机接入110V电源，接入电源后交换机可以使用一段时间，但是在使用的过程中会出现通讯中断和数据丢包的现象。另外还要看清楚是交流（AC）还是直流（DC），早期的交换机基本上都是用的交流电源，经常出现电压不稳的情况，从而导致交换机的电源部件经常损坏。现在随着变电站设计的规范化，交换机电源都要求接入直流电源，以保证交换机电源的稳定。

2.2 保证接入交换机的网线正确

在敷设网线的时候，一定要在网线上标注清楚起点和终点。变电站自动化程度越来越高，保护装置众多，都要接入交换机，因此需要敷设大量的网线，尤其在新建变电站中，如果不标注清楚网线的起点和终点，很容易将网线接错，从而导致A网和B网之间有交叉，影响正常的通讯。如果标识不清楚，在日后的缺陷查找过程中会造成很多麻烦，有时候会因为拔错网线影响其它装置的通讯。图2就是广州供电局目前实行的网线标识标准。

图2 网线走向标识

2.3 保证交换机光电转换盒的正常运行

这一点主要是针对早期设计的变电站，那时带光口的交换机还未广泛的应用于变电站，而高压室与主控室的交换机之间的级联由于要走电缆竖井，且距离较长，就不能直接用网线通讯，必须敷设光缆，因而在交换机和光缆之间就需要光电转换盒，进行光信号与电信号之间的转换，其物理连接方式如图3所示。光电转换盒的故障比较难以发觉，需要专用的光测试仪来测试信号的强度，通常光电转换盒出现问题，会导致网络时通时断。更换的时候要注意，两端的光电转换盒要换成同一厂家，同一参数的，否则还是会导致通讯不正常。有条件的情况下，建议更换成带光口的交换机，减少了中间环节，也减少了出现问题的几率。

对于带光口的交换机和光电转换盒，都要保证光口和尾纤的清洁，否则也可能造成通讯不畅。

图3 带有光电转换盒的交换机接线方式

2.4 同一网段交换机的级联线要正确

同网段交换机间一般是通过普通用户端口进行级联，有些交换机则提供了专门的级联端口(Uplink Port)。这两种端口的区别仅仅在于普通端口符合MDI标准，而级联端口(或称上行口)符合 MDIX标准。由此导致了两种方式下接线方式不同。当两台交换机都通过普通端口级联时，端口间电缆采用交叉电缆(Crossover Cable)；当且仅当其中一台通过级联端口时，采用直通电缆(Straight Throurh Cable)。用交换机进行级联时要注意以下几个问题：原则上任何厂家、任何型号的以太网交换机均可相互进行级联，但也不排除一些特殊情况下两台交换机无法进行级联，尤其是生产年份较早的交换机，一般都是只能通过专用的级联口才能进行级联；目前生产的交换机端口都具备了自适应能力，两台交换机普通端口都可以通过直连线进行级联。但要注意的是交换机间级联的层数是有一定限度的，成功实现级联的最根本原则，就是任意两节点之间的距离不能超过媒体段的最大跨度。多台交换机级联时，应保证它们都支持生成树(Spanning-Tree）协议，既要防止网内出现环路，又要允许冗余链路存在。

2.5 交换机的负载不能太重

在变电站规划设计时就应该考虑此问题，每台交换机上尽量不要接满负载，最好平均分配到每台交换机。在日常工作中我们发现，接满负载的交换机发热比较严重，进而缩短了使用寿命，且数据延时也稍微长一点。

3 结束语

随着变电站自动化程度越来越高，尤其是数字化智能变电站的逐步推广，综合自动化要求的数据准确性、实时性、可靠性程度也越来越高，而我们日常维护中会发现，交换机部分出现的问题还是比较多的，是变电站内通讯部分出现问题最多的部位。目前很多地方都已经使用了AVC，数据的准确和实时性已经影响到了AVC的动作策略，所以随着时间的推移，交换机的维护和管理势必得到越来越多的重视。

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TM76

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1008-1151(2011)08-0130-02

2011-04-26

黄文静（1980－），女，广州供电局助理工程师，从事继电保护和自动化方面的工作；丛培杰（1980－），男，广州供电局工程师，从事继电保护和自动化方面的工作。