韩轩

（中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳供电段，辽宁 沈阳 110000）

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统，用电气化手段通过一个或多个相互连接（或非连接）的通道，实现对远方处于分散状态的供电设备集中监测、控制和集中管理。高铁供电SCADA系统是铁路供电系统的重要组成部分，其运行安全是保证铁路运输畅通的必要条件。在高速铁路快速发展下，保证远动系统投入稳定运行，也是供电系统保障行车安全、服务铁路运输的重要举措之一。

1 SCADA系统及其基本组成

高铁供电远动系统是SCADA系统的一个典型应用，由调度主控端、远动通道、被控站三部分组成，任何一部分出现问题都会影响SCADA系统的正常稳定运行。供电SCADA系统主要监控牵引和电力供电系统沿线各变电所、分区所、AT所、接触网开关站、低压变配电所、电力箱变的设备运行状态，完成遥控、遥信、遥测、遥调、遥视、保护及调度管理，辅助完成事故分析及处理等功能。供电SCADA系统除具有常规遥控、遥信、遥测、遥视功能外，还具有强大的数据管理功能，以多种方式提供运行参数报表、曲线记录、数据库、事故报警、其他调度管理功能等管理资源。

2 故障类型及原因分析

2.1 远动通道故障类型及处理办法

2.1.1 单个站点通道中断情况

当某一站点出现通道中断的情况时，首先找到该站点的IP地址（比如10.160.31.25），主站人员在相应的AOS服务器上打开“运行”窗口输入“cmd”命令，通过ping命令测试物理通道连通性，如果无法ping通，则有可能是通讯原因，可以让通信人员配合检查通道；如果能ping通，则可排除通讯问题。主站可采用PMA工具测试协议连接，如果连接不上，则被控端设备重启或更换通讯板。

另一种方法是让现场供电段人员甩开被控端设备，先将主用通道的网线与测试笔记本相连接，再设置笔记本的IP地址为（10.160.31.200），网关的前三位地址与IP前三位一致，最后一位设置为 1（10.160.31.1）；子网掩码（255.255.255.0），关掉笔记本的防火墙。用ping主站AOS服务器的IP地址来检测与调度主站的连接情况，如果ping通，则可以判断故障原因出现在被控端设备；如果ping不通，则说明问题出在传输通道，应及时联系通信段传输网管，由主站人员配合通信人员对传输线路逐级缩小范围进行远动通道测试。

2.1.2 多个站点通道的中断情况

当多个站点出现通道中断的情况时，先观察通道中断站点的特点，查看这些站点是否在同一个通讯环中，如果一个通讯VLAN中的远动通道不通，则应联系通信专业共同排查；如果通道异常的站点是在服务器某个引擎或平台下，则需要排查主站程序工作情况。

2.1.3 整条线路站点通道中断情况

如果是整条线路远动通道不通，则先检查通信接入主控端交换机端口的工作状态，如果端口指示灯不亮，将网线进行重新插拔，如果交换机端口指示灯仍然不亮，则应排查有无广播风暴导致端口工作异常的情况并做相应处理；如果没有，则联系通信专业共同配合排查故障。

2.2 远动通道常见故障原因分析

2.2.1 电力箱变双切装置故障或UPS失电

由于箱变RTU电源主要由箱变本身低压双电源切换装置和下端UPS供电，一旦双切电源转换不过去，则会导致UPS失电报警，进而导致通道中断。在哈大高铁2012年开通运行后，出现过多次箱变因为RTU双切电源转换开关故障导致UPS工作，UPS无电后通道中断的情况。

2.2.2 主控端通信服务器主备切换不良

现场通信故障恢复后，主控端通信服务器不能自动进行主备切换，在通讯服务器上能用ping命令ping通现场RTU，现场RTU也显示正常运行，但SCADA调度界面通道结构图中仍无通信恢复显示，形成假性通道中断。

2.2.3 主站重新部署DI数据后通道恢复

当某个站点装置链路状态显示异常，但该站点通道显示正常时，如果在通讯服务器上能ping通该RTU，现场RTU也显示正常运行，主站技术人员重新部署数据库DI后链路状态恢复正常。

2.2.4 通讯管理机或RTU通讯板故障

当某个站点主（备）用通道中断，在通讯服务器上能ping通该站点的同一VLAN里相邻站点的主（备）IP地址，可以排除通讯原因，这种情况可能是所内主（备）用通讯管理机故障所致，通常重新启动或更换通信管理机恢复故障，也有可能是RTU通讯板故障、RTU备件缺失导致通信中断。

3 典型故障分析及处理办法

3.1 遥控典型故障

3.1.1 开关选择超时和选择失败

开关选择超时，要看同一场站内的其他开关选择是否正常，如果都不正常，应首先检查该场站的主备通道是否稳定，进一步确定主站后台是否收到遥控选择的确认报文。如果收到则是主控端存在问题，未收到则是被控端存在问题，由现场技术人员通过所内后台机来检查综自系统数据配置情况。

开关选择失败时，首先应确定开关是打到“调度控”还是“所内控”，再确定开关之间是否有无闭锁关系，再由主站人员与所内人员确定开关的遥控地址码是否一致，最后确定现场通信管理装置与综自系统的连接是否正常。

3.1.2 开关执行超时和执行失败

开关执行超时，首先应确定通道是否稳定，再确定主站后台是否收到遥控执行的确认报文，最后确认主站后台是否在规定时间内收到开关变位遥信报文。被控站如果没有在规定的时限内向主控端回传一条开关变位遥信信息，调度界面会显示开关执行超时。如果现场开关实际动作，则在执行超时前调度界面会上报一条开关非远动分/合。

开关执行失败通常是开关机构箱或者开关本体存在故障，隔离开关操作机构箱内空气开关跳闸或者查看机构是否有卡滞现象，需要技术人员到现场检查试验。如果是开关现场有实际动作，而调度界面上传执行失败的信息，则可能是RTU遥信板出现问题，需要重启或者更换。

3.2 遥信典型故障

3.2.1 开关不定态产生

开关不定态是指开关的非分非合状态，当RTU检测到开关的遥信信号既不是分位信号，也不是合位信号时，RTU上传开关遥信信号为不定态。遥信信号分为单点遥信和双点遥信。单点遥信，就是用一位表示一个遥信量，开关位置只采集一个常开的辅助接点，当开关回路处于闭合导通时，开关为合位1；当开关回路处于断开时，开关为分位0，但当开关回路有断线或松动时，开关也上报0，这时会存在不定态和分位的误判。双点遥信是需要采集常开和常闭两个辅助接点位置，当常开为1，常闭为0，则认为开关为合位；当常开为0，常闭为1，则认为开关为分位；当两个位置都为0或都为1时，则认为开关位置不能确定，开关上报不定态。

开关不定态频繁产生的原因有开关接线端子排的松动、断线、开关辅助触点损坏间歇性接触等。毫秒级的开关频繁分合报警可以判断为RTU遥信板件损坏。不定时的开关分合报警需要检查开关所有分合闸回路端子排及辅助触点，确保接线紧固无端子松动现象。

3.2.2 接触网隔离开关误动

网上隔离开关误动常见故障原因分析有接触网隔离开关控制屏操作按钮PLC误发指令；RTU与操作机构信号连线受到干扰，导致开关误动作；开关操作机构出口继电器故障，由于操作机构具有自保持操作命令使得开关由拒动转变为误动；操作机构电机电源连接线松动等接触不良故障；RTU的IP地址冲突导致操作某个开关时，另一个开关发生误动，此现象多由新更换RTU后，更换人员不细心所致。

3.2.3 开关通信状态异常，RTU装置故障

开关通信状态异常通常是所内通讯管理机异常或光纤插口接触不良，通常情况下重启通信管理机后恢复。RTU装置故障原因通常是RTU电源板出现故障，而引起电源板出现故障常见原因是电源进线电压不足、保险丝熔断、主处理板或三遥板等负载板件故障。

3.3 遥测典型故障

SCADA系统采集的遥测数据主要有电流（进线、出线、馈线、贯通线等）、电压（进线、母线、馈线等）、交直流（电流、电压、阻抗、功率因数、电池温度等）。

3.3.1 遥测值不显示或不变值

当所内停送电或者分合闸开关后，电压和电流显示值不变，这种情况有可能是现场RTU死机，需要重启后恢复，也有可能是遥测板出现故障，需要更换遥测板。当电力箱变一路进线停电后出现一级贯通侧和综合贯通侧电压值相反的情况，可能是现场接线错误，或者主站人员在数据库配置时将电源进线电压与进线开关关联错误。

3.3.2 遥测值显示不正确

主站界面显示的电压（电流）值与现场后台机采的遥测值成比例关系时，通常情况是所内综自厂家与主站厂家在配置遥测量时采用的比例系数没有核对正确。如果一个场站所有遥测量都出现异常，则应该根据RTU遥测板的指示灯运行情况来判断遥测板是否损坏，或者检查是否存在电流回路开路、电压回路短路情况。如果个别遥测值出现异常情况，现场人员应用万用表或者钳形表测试电压、电流，查看是否有端子松动现象。

3.4 拓扑显示异常

主站系统拓扑关系带电推导方式分为2种：①源头开关。根据电压值与开关分合状态相关联，比如所有主接线图中的进线开关。②非源头开关。只采集开关分合状态，比如供电接触网图的拓扑关系只根据网开关分合状态进行带电推导。

系统拓扑关系显示异常一般有以下几种情况：①主站人员在更改图形或数据后没有把系统重新部署完整；②数据库中电压值与开关关联有误；③调度图上采集的电压互感器和电流互感器的位置与现场实际不符，导致停送电后拓扑颜色不对。此时，应以现场实际接线为主，确认压互和流互的采集位置，然后主站人员更改后重新部署。

3.5 历史事项查询异常

调度界面实时报警窗口和实时事件窗口都有事件记录，但是历史报表却查询不到相关信息。这是因为历史服务器运行异常，对应的事件记录并未存入数据库所致。历史服务器中存储大量遥测值事件和安监环监等报警信息，占用很大的空间，无效数据过多导致数据库过于臃肿且影响其查询效率。处理措施办法有删除事件数据库中多余的遥测信息；对数据库日志进行收缩优化；修改将遥测存为事件的配置并部署。

3.6 报警信息异常

3.6.1 现场开关跳闸后主站无任何报警信息

应确认现场后台记录的情况，然后检查当前站点通道运行是否稳定，最后确认主站后台收发情况是否正常。

3.6.2 有报警信息内容，无报警声音和推图

应确认系统声音是否开启，系统驱动、Windows声音服务是否正常，可通过播放声音来测试，然后检查报警设置是否启用了声音报警，且勾选了具体的声音文件，最后注意报警优先级的关系，新报警产生后及时确认并复归音响。

3.6.3 有报警声音，无故障报告推图

当所内断路器频繁上报分合信息，有报警声音，但现场实际开关并没有动作，调度界面也没有故障报告推图，可以通过报文分析判断是所内通信管理机主备通道瞬间切换，将被切换的通信管理机的历史信息上传到调度界面，这种情况并不是真实的断路器跳闸，所以，只有分合开关的报警声音，并没有故障报告。

4 结束语

本文通过对高铁供电SCADA系统的典型故障进行深入分析，在实践中摸索故障的处理方法，积累故障分析的经验，缩短故障处理时间，提高专业技术能力。供电SCADA系统不仅保证供电设备安全稳定的运行，还为供电设备检修、故障处理和提高事故抢修效率提供了重要的保障，为铁路供电事业的科学发展提供有力保证。