张立松 陈钱潜

（国电南瑞南京控制系统有限公司 江苏南京 210000）

变电站自动化监控系统通讯故障与处理措施

张立松 陈钱潜

（国电南瑞南京控制系统有限公司 江苏南京 210000）

目前在变电站运行过程中应用最为广泛的自动化监控系统是以计算机技术、通信技术、自动化技术为基础，很好的实现了变电站内设备及输配电情况的实时监视、测量、控制和保护功能。其中的通讯系统作为数据传输的重要通道，当发生故障时，除了会影响监控系统的正常运行外，对于变电站的运行安全也造成了很大的威胁。

变电站；自动化监控系统；通讯故障；处理措施

前言

随着变电站自动化运行技术水平的提高，自动化监控系统得到了广泛的应用，系统以先进的计算机技术、通讯技术、信息处理技术及自动化技术为基础，可实现变电站设备及运行状况的实时监测、远程操作、继电保护及调度通信功能。有效的提高了变电站运行工作效率及安全可靠性，同时降低了运维成本。

1 变电站通讯网络介绍

在变电站综合自动化系统中，为了便于设计、管理，将设备配置划分为变电站层和间隔层两部分，在对系统通讯网络进行分析时，也以此对网络进行划分，图1为监控系统结构示意图。[1]

图1 监控系统结构示意图

1.1 网络介绍

变电站层一般是采用10M/100M工业以太网作为通讯网络的主干网，间隔层可采用工业现场总线或工业以太网。为了提高网络运行的可靠性，可以对网络进行冗余配置，设计为双网结构，以热备用的方式运行。

1.2 物理介质

当使用工业现场总线时，传输介质可以选用带有屏蔽层的网络双绞线；当使用工业以太网时，可使用10M/100M电以太网或光纤以太网。鉴于变电站层的设备及其对于监控系统功能实现的意义，其网络设备主要有集线器等。

1.3 通信协议

根据通讯网络组网方式及物理介质，同时满足系统本身及其与其他系统互操作性及接口特点，网络系统应支持CSCL2000内部通讯协议等国际标准协议。

1.4 通讯方式

随着通讯技术的发展，目前在变电站运行过程中，可供选用的通讯方式主要有总线方式、网络和总线相结合、以太网及全数字光纤这四种。不同的通讯方式有着不同的优缺点，其中单纯的总线方式已经被淘汰，网络和总线相结合这一方式在变电站运行应用的最多，以太网及全数字光纤作为最先进的组网方式，是未来通讯网络的改造及建设趋势。[2]

2 常见通讯故障及处理

通过对以往变电站自动化监控系统发生的通讯故障进行统计，其主要故障类型有下列几种：[2]

2.1 单一装置通讯中断

在变电站运行过程中，单个装置出现通讯中断是最为常见的故障，当故障发生时，后台机会及时发出报警，显示通讯中断装置的名称，同时在系统的系统结构页面可看到该装置通讯状态由绿变红。运行人员可针对这一装置进行检查分析，在检查时应先易后难，先对通讯线路进行检查，看线路是否松动、断开；若排除是通讯线路故障，再对通讯接口进行检查。

2.2 多个装置通讯同时中断

当通讯系统中出现多个装置的通讯同时中断时，一般是发生在485串口通讯系统中，485通讯方式是将站内所有装置划分为多个通讯环，当环中任一装置通讯中断，会导致整个环通讯出现中断。根据以往经验，发生这种故障的原因主要有两个：①由于串口转换装置或通讯管理机的某个接口出现故障；②由于环中某台装置出现故障，干扰了其他装置的正常通讯功能。针对这种故障类型，通过后台机我们可以找到到发生故障的通讯环。

在对故障进行处理时，最好是采用排除法，即对环内相关设备进行逐一检查。将装置串口上的接线逐一拆开，当故障装置接线拆除后，通讯环内其他装置的通讯即可恢复。最后再对确定的故障装置进行详细检查，如短时间不可修复则更换新的设备，消除通讯故障。

2.3 单个监控后台机数据不刷新

通过对监控系统结构示意图的分析，我们可以了解到，为了保证监控系统的运行可靠性，一般是采用一主一备两部后台。当某一台出现通讯异常而另一台正常时，故障往往是由于计算机本身软硬件故障或其与数据交换机间通讯链路出现故障。在对故障进行排除时，可由后台机向交换机发散，遵循先简单后复杂的原则对这一部分的设备进行逐一排除，直至找出故障点并进行修复处理。

2.4 后台系统通讯全部中断

当后台系统通讯全部中断故障发生时，不同的通讯方式，故障原因也不相同。在485串口通讯方式中，故障原因可能是由于串口转换器或通讯管理机造成的，通讯管理机作为通讯系统承上启下的重要设备，其运行稳定性对于整个通讯系统的运行稳定性有着重要的意义；当通讯系统采用以太网通讯方式时，造成这种故障的原因可能是由于系统中交换机出现故障。在对故障排查过程中可针对这些设备进行。在实际运行过程中，所选用的通讯方式可靠性很高，主后备后台机同时通讯中断故障基本不会发生。

3 减少通讯故障的有效措施

通过对自动化监控系统日常运行中常见通讯故障的总结分析，我们可以发现造成故障的原因主要是集中在系统相关设备及通讯链路上，为了在实际的运行过程中，有效的降低故障发生率，提高通讯系统的运行稳定性，有必要坚持以下措施：

3.1 严格的网络设计及设备选型

鉴于通讯网络对于整个变电站自动化监控系统的重要性，为了避免运行过程中故障的发生，在系统的设计过程中，应结合以往的设计经验及现有的先进技术对通讯网络进行严格细致的设计；同时对于通讯网络中涉及到的设备，要根据系统的应用需求，充分考虑接口、规约的兼容性、扩展性和适应性，选择质量合格的设备。

3.2 加强系统的检修维护

在以往通讯网络故障中，很多时候都是由于水晶头氧化、接线松动、设备积灰、数据库存储空间不足造成的，针对这些问题，只要在日常的运行过程中加强巡检维护就能够避免，所以应针对容易发生故障的设备及部位制定严格的巡检维护制度，主动的避免故障的发生。

3.3 及时的技改更新

随着相关通讯技术的不断升级，对于通讯网络中一些问题都有了很好的解决方案，为了降低这些问题影响通讯网络的安全稳定正常运行，应结合变电站检修维护计划及运维资金水平，及时的进行技术改造，更换质量、性能更好的设备。

4 结束语

随着电力系统在社会发展及人民生活中重要性的不断提高，变电站作为重要的变配电枢纽，其重要性也相应提高。通过上面文章的分析，我们对于变电站自动化监控系统通讯方面的常见故障有了一定的认识，在对故障进行查找分析过程中，需要遵循的基本原则是“以问题设备为中心进行发散性检查”。在日常的变电站运行过程中，应加强对通讯网络的检查维护，从而保障系统的健康状况，避免故障的发生。

[1]许健嘉.变电站自动化监控系统通讯故障与处理措施[J].中国高新技术企业，2015（35）：69.

[2]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）：75.

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2016-2-20