浅析DDS接地装置无法正确上送选线报文的原因及处理建议

孙翔宇

(广东电网公司阳江供电局变电管理所,广东阳江 529500)

浅析DDS接地装置无法正确上送选线报文的原因及处理建议

孙翔宇

(广东电网公司阳江供电局变电管理所,广东阳江 529500)

DDS接地装置是3～35kV中性点非直接接地系统的消弧消谐选线成套装置的中央监控操作单元,具备消弧消谐的控制及远程监视等功能。本文针对DDS接地故障智能检测装置在站内运行中多次出现无法正确上送选线报文的情况,以塘坪站为例,通过对事故过程、站内设备架构及故障分析,Modbus规约、报文交换过程进行分析,抓取站内的实际报文,分析事件原因并根据现场情况提出整改建议。

DDS接地装置 Modbus规约 故障分析

在雷雨天气期间,我所辖下的110kV塘坪站、110kV古劳山站及110kV平岗站均出现过10kV馈线断路器变位而无相关保护信息上送至监控的情况。这导致调度无法实时把握现场设备状态,只能由巡检班人员到现场查明断路器变位原因后再进行复电,严重影响恢复送电的时间。基于以上背景,本文以塘坪站为例,对站内设备及故障过程进行分析,提出整改建议。

1 故障分析

使用RCS-9493组态调试工具打开110kV塘坪站组态,在第5号板卡中选择广州智光消弧系统规约,输入相关的端口信息,进入调试界面。对选线的报文进行分析,以F01接地为例,通过打开报文的调试工具,选择对应“#1线路01接地”,抓获对应的选线报文,以此对报文进行分析。根据厂家所提供的装置说明书,对DDS接地装置的基本报文描述如下:

(1)“起始符”= AAH;

(2)“长度”= 数据区字节数+2,为16进制数,“长度”不大于F0H,即240个字节;

(3)“地址”是指DDS接地装置的地址(0~255);

(4)“命令码”用于说明报文的种类;

(5)“数据区”是指“命令码”与“和”之间的字节;

(6)“和”为“长度”、“地址”、“命令码”、“数据区”各字节之和的低16位,其中,低8位在前,高8位在后;

(7)“终止符”=0DH。

根据基本报文的描述,对报文上送过程进行分析。以#1装置进行分析,对于第一帧报文:TXEN(2014-6-16 9:22:46) aa 03 07 80 07 91 00 0d,根据报文说明,此报文是主站对DDS装置的数据查询报文,aaH为起始符,03H是报文长度,07是DDS的装置地址,80H代表请求1#装置运行数据,0d代表终结符,其意义是主站对DDS接地装置的遥信量进行查询。

图2 询问过程示意图Fig. 2 Message diagram

对于第二帧报文:RXEN (2014-6-16 9:22:47) aa 11 07 30 07 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5f 00 0d ,30代表回答的是1#装置遥信数据,第六和第七字节称为S1和S2代表遥信状态量字节,其中对于S1、S2两个字节,在表格已进行详细说明。对于8到17这九个字节,每个字节表示L1至L9条线路,共72位表示72条接地线路,对于L10,前两位表示备用,第四第五位别表示II和I母线接地,对于后四位,从最后一位算起依次代表73至76线路接地。此报文回答主站:DDS接地装置没有接地故障告警。

在故障分析过程,我们进行多次接地选线试验,并逐一抓取报文进行分析,发现:并不是每一次的接地故障都无法抓取对应的选线报文,通常,在每十次的试验中,有6-8次不能正确告警。这一定程度地说明,问题并不出现在硬件设备上,极有可能因为通讯的方式或线路问题,导致信号失真,从而影响信号的上报。进而我们对选线报文的时间周期进行分析,通过对图1中相邻两个遥信报文时间的计算,我们得出选线报文的询问周期为:T=60+13-58+1=15秒,而当时设备的跳闸出口时间为3秒,从而找到了问题根源。如图2所示,截取一个询问周期内的报文,根据报文定义,规约在37:58询问#1装置的遥测数据,38:2询问#1装置的遥信数据,38:6询问#2装置的遥测数据,38:9秒询问#2装置的遥信数据,而到了36:13秒,规约重新询问#1装置的遥测数据,以15秒为周期,进行循环问答。以#1装置为例,在这个询问周期内,规格对设备进行询问,设备即刻响应,回答当前状态,如图2的报文所示,规约在38:2询问#1装置的遥信数据,设备在38:3回答状态,2到3秒间为响应时间,再经过3秒,规约询问#2设备的遥测量。根据此通信方式,参照图2询问示意图,我们对以下3种情况进行分析:

(1)在此询问周期内,如果装置在第59秒发出接地告警,由于设备的跳闸出口为3秒,所以遥信变位一直保持到第2秒,根据图1报文截图,在第2秒规约刚好询问设备,经过处理在第3秒设备进行回答,此时,第59秒为临界点,刚好不能收到接地告警。

(2)在此询问周期内,如果装置在第2秒发出接地告警,根据图1,在第2秒规约刚好询问设备,经过处理在第3秒设备进行回答,此时,第2秒也为临界点,刚好能收到接地告警。

(3)在此询问周期内,如果装置在第59到第2秒期间发出接地告警,那么装置能正确发出接地告警;在此时间范围外不能正确告警。

根据分析的结果,设备的跳闸出口时间和报文询问周期在时间上的配合,很大程度影响了装置选线信息的正确上送。

2 整改措施及建议

针对DDS接地检测装置因为跳闸出口时间与报文询问周期不能正确配合所导致无法正确上送接地故障告警的问题,结合设备的实际状况,从以下四个方面提出整改措施:

(1)通过缩短报文询问周期,确保每一个选线报文在出口时间内都能被正确查询,从而达到报文正确上送的目的。对于这种整改方法,在调试过程中出现DDS接地装置在询问周期内无法做出反应,导致规约设备不断发送TXEN询问报文,其表象与返校失败相似。

(2)修改装置跳闸出口时间。由于报文询问周期为15秒,在消缺过程中,我们把跳闸出口时间设置为16秒,保证跳闸选线信号持续于整个报文询问阶段。这种整改方式确保设备的正确选线,满足功能上的要求,但会延长断路器出口时间。

(3)在DSS接地装置中增加缓存寄存器。对装置的每一次动作变位先进行副本拷贝,存放于寄存器中,再上送规约装置。在规约装置询问期间,先对寄存器进行扫描,如发现接地告警立刻上送,如没有发现再按传统的过程进行询问。这种做法由于需要对现有设备的硬件进行整改,需要研发时间,对已经投运的设备参考价值不大。

(4)在规约的使用上进行改进。对于先进的通讯规约如103通讯规约,在检测到设备发生突变信号时立刻优先上送,从而避开了跳闸出口时间与报文询问周期的配合问题,确保接地告警正确上送。

综合各种整改措施,塘坪站使用第二种整改方法,在厂家调试后设备正常运行。而对于后两种整改方法,由于技术原因,很难在短时间内实行,但由于其在设备稳定运行方面具有的很大优势,建议在以后相关整改过程中对厂家提出相关技术要求,尽可能提高在现场运用的可能性。

3 结语

本文以110kV塘坪站为例,结合其通讯规约对站内DDS接地故障智能检测装置选线报文无法上送的缺陷作出详细分析,提出整改措施和建议。对于110V平岗站和110kV古劳山站,其过程与塘坪站相似,不同点在于塘坪站使用Modbus问答式规约协议,而其他两站使用CDT自发式规约协议,虽然数据传输的方式不同,但底层原因一致,其整改措施相似。随着无人值班站的普遍投运,对自动化系统的要求越来越高,站端自动化设备的数量也明显增加,站端人员在全面熟悉设备功能的同时,必须对其底层原理具有充分认知,才能对站内的异常情况进行详细分析和从容的处理。

The DDS 3 ～ 35 kV neutral point grounding device is not directly grounding system arc suppression of harmonic elimination line selection central control operation unit of complete sets of equipment, with arc suppression of harmonic elimination control and remote monitoring, and other functions.Based on DDS ground fault intelligent detection device in station running multiple occurrences cannot give the message to select correctly, pond mouth station,for example, through the process for the accident, station equipment architecture and failure analysis, Modbus statute and message exchange process were analyzed,and the grab station of the actual message, analyzing the reasons and put forward recommendations according to the site situation.

DDS grounding device；modbus statute；failure analysis