变电站自动化监控系统通讯故障与处理措施

许健嘉

摘要：变电站自动化监控系统的通讯工作在变电站的安全生产中占有关键地位，能够直接影响变电站投运之后能否安全运行，而变电站自动化的监控系统在通讯时很容易发生故障，因此必须对此加以重视。文章介绍了变电站自动化系统的结构特点、功能，探讨了变电站自动化系统中可能出现的问题，并提出了相应的处理措施。

关键词：变电站；自动化监控系统；通讯故障；故障处理；通讯方式；通讯规约 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2015）35-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.034

1 变电站自动化监控系统通讯

1.1 通讯方式

以太网接口以及串行数据接口是变电站自动化系统中经常使用到的接口类型。一般使用的串行数据的接口都是RS232或者是RS432的接口，这些接口的波特率一般在19.2kb以下，这些接口对于开放性的通信协议具有较好的兼容性，现场不论是否发生相应的变化，接口的数据都会在较短的时间内进行更新，接口的通信方式一般选择为事件中断方式或者是查询方式。对于以太网来讲，一般使用的是10M或者是100M带宽的以太网接口，这些接口能够较好地支持TCP/IP服务，这和串行的数据接口具有很大的相似性，其对于开放性通讯协议也有着较好的支持，如果在现场产生相应的变化，那么其接口上的数据也会在较短的时间内进行更新。其接口通讯的方式一般采用的也是数据查询的方式或者是事件中断的方式。和串口通讯具有一定差别的是，对于集成互联系统的构造还需要借助一定程度的硬件来实现。现在，我国变电站的通讯方式一般采用以太网的通讯方式。在以太网出现以前，不管是RS-232C还是RS-422/485，都具有通信系统繁琐、通信的速度太慢等不足之处，现场总线的应用虽然对变电站自动化系统对于通信的要求有了一定的缓解，可是在系统的容量很大额度时候，通讯还是显得不能满足人们的需要，而以太网的使用则能够解决这些问题。

1.2 通讯规约

变电站的自动化系统的传输规约以及传输网络，是实现变电站自动化达到标准化的关键。只有在实现传输规约的标准化以及传输网络的标准化的时候，才能实现变电站综合自动化系统内设备的互换性和互操作性。通讯的规约一般包括变电站和调度中心之间的传输规约、站内局域网的通信规约以及电力系统电能计量的传输规约。在变电站自动化系统中采用103、104协议也是十分必要的，因为它们不仅可以满足继电保护故障信息以及SCADA监控信息的传输，而且还具有标准规约的很好的兼容性。

2 变电站自动化监控系统通讯故障

为了对自动化监控系统的通讯中的故障进行研究，并且分析、得出解决的办法，我们对某个自动化监控系统的通讯出现故障的变电站进行了相关的故障检查，通过这些检查找到了问题的原因所在，并对此进行了解决。

2.1 故障产生

这个变电站的监控系统是基于以太网为基础来构建通信网络的，并且使用网络103规约来通信。后台主机及备机、五防机和远动装置都接入到主交换机来进行数据交换。这个变电站在进行扩建的时候，增加了一台主变和两条220kV的线路。具体的监控结构可以在图1中看到。而在调试的时候，发现了其中一条220kV线路间隔遥测值在调度端的显示并不准确。间隔时间内采集的数据都可以通过一定的方式传输到后台。间隔在后台所显示的值为满量程，但是在调度中心所显示的值为0，这说明线路存在故障。

2.2 故障检查与分析

一般情况下，通讯数据显示不正常的时候应该检查两侧关联的信息点，确定它们是否相同；然后再对相关的设置进行检测，特别是容易导致异常的那些参数的设置，确定它们是否正确。经过检测，发现双方的信息点的关联和相关参数的设置都是正确无误的。如果这两个通讯端的设置是正确的，就必须通过通讯的报文来检查到底是哪里出现问题。通过对报文的分析，我们发现这个间隔测控装置的遥信是能够正常上送到调度端的，可是原本该出现的遥测变化报文以及总召唤遥测报文都没有出现。通过这些检测我们可以知道，问题是在变电站端产生的。

而通讯问题的产生也有很多种情况。针对这些情况，需要利用实验的手段对其进行实验分析或者是通过数学分析和建模的方式来找寻两者之间的不同。对此本文进行了如下分析：（1）选择一些处于间隔的较为重要的信号来做遥测，根据测试的结果来对比后台的数据和前台的数据之间是否有较大的出入；（2）对于装置上遥测设备的显示的状态进行测试，如果发现所测得的值是无效的，但是其他的间隔内的数据经过测试却是正常的。分析设备的正常的状态和不正常的状态之间所存在的不同之处，对这些不同点进行分析来得到区分设备故障的重要的依据。经过这些测试，我们进行了如下分析：由于遥信的测试结果是正常的，而且后台的显示也是正常的，这能够说明通讯设备是处于正常的状态的；但是监控的后台以及测试设备都是直接连在主机上面的，但是其他的数据之间的间隔却都是正常的，这说明站控层和运动通道所涉及的通信的通道之间都是正常的；遥测值的状态说明或者是测试设备没有接收到正常的数据或者是对这些数据无法进行解析。

通过这些故障得出来的分析毕竟是理论上的分析，还不能确定是否真的是问题的原因所在，还需要进行实际的测试才能够确定。我们之前认为，这次故障应该主要是因为远动装置的故障。所以，我们的技术人员对远动装置的数据库进行了检查，确定相关参数的设置是否是正确的。经过检查，这里的数据和其他设置正常的数据是一样的显示，这表明这里是不存在问题的。然后，我们对远动装置的一些软件进行了升级，重新对装置中的数据库进行了更新，然后再进行测试，发现故障还是存在的，这表明远动装置的软件应该是不存在问题的。在这样的基础上，我们对硬件进行了检查，发现问题应该也不存在于硬件中。因此，造成这种故障的原因可能是部分的部件出现了问题，需要对所有的装置或者部件进行检查。所以，我们以出现故障的设备为中心，向四周依次进行了检查。从监控系统的结构图中可以发现，调度端出现了问题，与之相连的是远动装置，然后下面就是交换机。因为后台的数据是正常的，那就证明交换机的数据是没有问题的，远动装置的网线连接经过检查也是没有问题的。那么有可能是交换机出现了问题，若是如此，原因可能是有些数据在网络上是堵塞的，这导致了一些数据不能正常送到监控后台或者远动装置上。为了验证这个猜想，我们将交换机断电之后进行重启，再进行测试，结果表明交换机这里也是没有问题的。进行了这些检测之后，剩余的问题就只可能是监控装置了。首先我们检查了它的运行情况，运行是正常的。然后在装置的背后进行了检查，发现两个灯闪烁的频率是不一样的，所以我们将这个测控装置断电重启，发现A网的灯的闪烁频率大概是B网的灯的闪烁频率的一半，而网口的测试却显示是正常的。仔细对网口进行了检查，发现网口上有一个插针脱落。我们对此进行了更换，再将网线插回原来的位置，在后台用ping命令进行检查，这次的测试结果发现传输字节是正常的。

2.3 故障处理

通过上述一系列的分析，我们可以知道这些故障的产生是由于网络线的接口的问题。正确的处理方式就是把网线的水晶头剪掉，换上一个新的接头，接好网线之后再进行测试就可以了。这时发现调度遥测值和后台的数据是一样的，故障已经不存在，问题已经得到了解决。

2.4 故障原因分析

我们对这个问题产生的原因进行了分析，以避免以后再有类似的事情发生。我们认为，这个问题发生的，直接原因就是测控设置的网线水晶头没有做好，导致里面有一个插针掉落，最终影响了整个系统的正常运行。由于后台监控系统采用网络103规约，该规约的遥信变位报文在50bit左右，而遥测报文一般在180bit左右。这时候，A网不能够正常传输数据，B网却可以，网线传输的不同就会使得网络整体的负荷发生变化。监控的后台能够正常地显示数据，是由于A网和B网上面数据的处理是“或”处理，能够容纳一定的数据出错。远动装置上对于A网和B网进行的是“与”处理，所以认为数据的传输是无效的，无法正常传输数据。所以，间接的原因就是系统内部对于数据的处理方式的不一致，导致了系统的不正常运行。

3 结语

随着时代的发展，电力系统的发展越来越引起了人们的重视，而变电站则肩负着电力系统正常供电的重要责任。因此，对变电站中自动化监控系统的通讯故障进行分析研究是很必要的。因此，我们对某一个变电站中出现的通讯故障问题进行了探究。首先发现了故障，然后对故障产生的原因进行了分析，并在这些理论分析的基础上进行了实际的操作来检查问题的所在，最后找到了故障的原因。虽然每一次故障的原因都是不一样的，但是检查的方法应该是相同的，所以我们对故障的检查进行了详细的描述。希望可以通过本文论述帮助相关人员在变电站自动化监控系统通讯发生故障的时候及时地进行检查、分析，找到原因，排除故障，使变电站的系统能够正常运行下去。

参考文献

[1] 谷玉敏.综合自动化系统通讯故障的分析与处理[J].冶金动力，2014，（12）.

[2] 陈杰.工业企业变电站监控系统的应用研究[D].北京邮电大学，2009.

[3] 崔江峰.变电站自动化监控和实时数据库系统研究

[D].华中科技大学，2004.

（责任编辑：陈 洁）