吳偉力

（廣東電網公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

隨著經濟和社會的發(fā)展，電網規(guī)模不斷擴大，供電企業(yè)需要建設大量安全、可靠的現代化綜合自動化變電站。通信網絡作為變電站自動化系統(tǒng)的重要組成部分，它通過收集站內的保護、測控以及各種智能設備的信息，來構建電力系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng)，實現了變電站真正的無人值守。

目前珠海地區(qū)的變電站運行維護模式采用的是巡維中心模式，運行人員24h在中心站值班，子站若出現異?；蚴鹿剩刂行脑偻ㄖ行恼具\行人員到站處理。據統(tǒng)計，珠海變電站監(jiān)控通信網絡異常的比例占總異常的30%左右，運行人員由于缺乏自動化通信知識，對此類異常常束手無策。變電站監(jiān)控通信網絡異常，按照規(guī)定此時變電站值班方式應轉為有人值班，等待自動化班來消缺處理后，運行人員才能離開變電站，這嚴重影響運行人員的日常工作安排。

本文首先簡要闡述目前流行的2種變電站監(jiān)控通信網絡標準：IEC60870－5－103規(guī)約（以下簡稱103規(guī)約）和IEC61850，再從變電運行維護的角度，分析監(jiān)控通信網絡組成以及通信異常的原因及處理方法，方便運行人員掌握簡單的通信網絡維護知識和方法，減少運行人員遇到此類問題駐站值班時間，同時減少自動化人員到站消缺處理次數，為供電企業(yè)節(jié)約大量的人力和物力成本。

1 103規(guī)約和IEC61850標準

變電站內的繼電保護、測控以及各種智能設備可能來自不同的生產廠家，這些廠家的通信協議和通信規(guī)約不一致，使不同廠家的設備不能互聯，嚴重影響變電站綜合自動化通信的實時性，阻礙了綜合自動化的發(fā)展。為此，IECTC－57技術委員會先后制定出了103規(guī)約和IEC61850標準，使得不同繼電保護、測控以及各種智能設備能夠實現通信網絡的實時互聯。

103規(guī)約屬于問答式（POLLING），是IECTC－57技術委員會在IEC60870－5系列標準的基礎上，根據不同應用情況下的不同要求制定的配套標準。規(guī)約采用非平衡傳輸，控制系統(tǒng)組成主站，繼電保護設備（或間隔單元）為從站（子站）。該協議的特點是詳細地描述了遙測、遙信、遙脈、遙控、保護事件信息、保護定值、錄波等數據傳輸格式和傳輸規(guī)則，可以滿足變電站傳輸保護和監(jiān)控的信息［1］。

IEC61850標準是國際電工委員會結合新技術的發(fā)展參考多個國家的建議發(fā)布的關于變電站通信網絡和系統(tǒng)的國際標準，為變電站自動化系統(tǒng)提供了系統(tǒng)和通信網絡面向對象的建模方法，與103規(guī)約相比具有突出的技術特征：（1）提出SAS功能邏輯劃分概念；（2）使用面向對象建模技術；（3）使用抽象通信服務接口（ACSI）、特殊通信服務映射（SCSM）技術；（4）基于 XML規(guī)定了變電站IDE配置描述（SCL）［2］。

變電站通信網絡103規(guī)約兼容性好，目前仍然被廣泛應用，然而采用面向對象建模技術和分層分布技術，具有互操作性的IEC61850標準以其不可取代的優(yōu)勢，勢必成為今后變電站自動化系統(tǒng)的統(tǒng)一標準，并被廣泛使用［1］。由于目前眾多廠商的產品都采用了103規(guī)約，要馬上替換成IEC61850標準成本太高，而且也很不現實。所以，在今后的一段時間內會出現兩種標準共同使用的情況，但筆者認為103規(guī)約最終會被IEC61850標準所取代。

2 變電站自動化監(jiān)控通信網絡

變電站綜合自動化系統(tǒng)一般采用分層分布式系統(tǒng)結構，可靠性高，站內通信網絡連接各設備層，使獨立的各自分散的設備形成協同工作的有機總體，并與外部系統(tǒng)緊密相連。變電站一般采用以太網作為監(jiān)控系統(tǒng)的通信網絡，以太網數據傳輸速度快，完全滿足變電站對大量設備實時可靠監(jiān)控的要求。變電站間隔裝置直接接入以太網，網絡采用雙網熱冗余配置，監(jiān)控A網、監(jiān)控B網雙網運行以提高通信網絡的可靠性。圖1為變電站監(jiān)控通信網絡示意圖。

圖1 變電站監(jiān)控通信網絡示意圖

變電站內繼電保護、測控裝置、其他智能設備，一般也設置A網、B網兩個通信端口，通過RJ－45網線分別接入主控室網絡柜（或交換機柜）上的監(jiān)控通信A網、監(jiān)控B網通信交換機上，如圖2所示。

2.1 監(jiān)控通信網絡兼容性

為了保證變電站各二次設備通信的兼容性，一般測控設備與后臺監(jiān)控軟件選擇同一廠家，設備的二次保護也盡量選擇與監(jiān)控設備相同的廠家。因此，運行人員在處理變電站監(jiān)控通信網絡異常時首先應判斷測控裝置是哪個廠家，目前珠海供電局的測控裝置主要有3種型號：四方CSI－200E測控裝置、國電南瑞NSD500測控裝置、國電自動化PSR661測控裝置。為了方便后面的論述和解釋說明，本文選取四方廠家作為監(jiān)控通信網絡搭建平臺，其余廠家類似處理。

圖2 變電站監(jiān)控通信;網、>網交換機

2.2 兼容二次設備的接入

測控裝置和后臺采用四方廠家，則該變電站監(jiān)控通信網絡兼容四方廠家的二次設備。四方的所有繼電保護裝置和測控裝置后面都有通信A網、B網接口，經RJ－45網線直接接入主控室網絡設備柜的交換機上（即全站監(jiān)控通信A網、B網）。

2.3 其他非兼容性二次設備的接入

變電站除四方以外廠家的二次裝置（如南瑞保護裝置、奧特迅直流系統(tǒng)等），由于通信規(guī)約與四方不太兼容，不能直接接入主控室網絡設備柜監(jiān)控通信A網、B網，需通過RS485、RS232或RJ－45網線等方式接入四方的CSM－320E網絡管理機進行規(guī)約轉換，再接入全站監(jiān)控通信A網、B網。

2.4 10kV高壓室二次設備的接入

變電站10kV高壓室為了通信的兼容性和穩(wěn)定性，原則上選擇的繼電保護裝置一般和本變電站測控裝置、后臺廠家是同一廠家。高壓室全部二次設備的通信A網、B網接口分別經RJ－45網線直接接入10kV高壓室網絡設備柜上的高壓室A網、B網交換機進行匯總，交換機再經光纖接入全站的監(jiān)控通信A網、B網交換機。

2.5 監(jiān)控后臺電腦的接入

變電站每臺監(jiān)控后臺電腦一般配置雙網卡用于監(jiān)控A網、B網的通信及操作，分別經RJ－45網線直接接入全站的監(jiān)控通信A網、B網交換機。

3 二次設備通信電纜走向查找

運行人員處理二次設備監(jiān)控通信網絡異常時，經常要查找通信電纜走向，確定連接監(jiān)控通信網交換機的是哪個端口。具體步驟如下：（1）在二次保護裝置后面查找通信接口上的電纜所掛的標示小牌，標示小牌上顯示這根電纜的起點和終點，通過標示小牌上終點位置，運行人員可確定通信電纜連到哪個保護屏，如圖3所示：110kV珠蘭甲線A網的網線連至網絡屏A 10P上。（2）到相應的10P網絡屏A查找相應的110kV珠蘭甲線A網及相應連接到交換機的哪個端口上，如圖4所示：第5端口上。（3）在保護屏10P屏正面，通過檢查監(jiān)控網絡交換機端口5的運行燈是否正常閃爍，來判斷對應二次設備的通信是否正常，如圖5所示。

圖3 珠蘭甲線通信電纜走向標示牌

圖4 交換機&端口標示小牌

圖5 監(jiān)控交換機指示燈圖

4 處理實例

4.1 110kV新涌站通信異常處理實例

110kV新涌站測控裝置采用四方廠家產品。當集控通知110kV新涌站直流系統(tǒng)通訊中斷時，運行人員可先到站內確認直流設備（14P、19P、21P、22P屏）正常，無異常信號。可初步確認主控室1P公用測控屏中網絡管理機（型號CSM－320E）或直流監(jiān)控器通信出了問題。向調度申請掉電復歸CSM－320E或直流監(jiān)控器，等待一陣后可恢復正常，若還不行或重復出現，應通知自動化到站處理。

4.2 220kV南屏站通信異常處理實例

220kV南屏站建成于1996年，是全國第一套220kV綜合自動化變電站，經過近20年斷斷續(xù)續(xù)的升級改造，站內保護配置復雜、多樣。目前站內測控裝置是四方廠家產品，主變保護、母差保護、某幾條220kV、110kV線路采用的是南瑞（深南瑞）繼保的產品。這些非四方的繼電保護產品需要經過四方的網絡管理機CSM－320E進行規(guī)約轉換后，再接入南屏站全站的監(jiān)控通信A網、B網。

當集控通知220kV南屏站后臺報多個南瑞（深南瑞）繼保裝置A網、B網同時通訊中斷時，后臺報文信息如圖6所示。運行人員檢查現場對應保護裝置正常，則可考慮四方的網絡管理機CSM－320E由于長時間運行死機所致?？蓢L試在88P公用柜一將“CSM 320E網絡信息管理與控制裝置”掉電復歸，若還不行或重復出現，應通知自動化到站處理。

圖6 監(jiān)控通信中斷后臺報文信息

4.3 110kV紅山站通信異常處理實例

110kV紅山站主變、10kV線路保護、測控裝置均使用四方產品，這些四方二次設置經RJ－45網線直接接入全站監(jiān)控通信A網、B網。

當集控通知!1主變高后備保護A網、B網通信中斷時。運行人員首先檢查后臺是否也出現同樣信號，再檢查!1主變高后備保護后面的A網、B網接口燈是否閃爍，不閃爍表示與監(jiān)控A網、B網通信已經不暢。處理步驟：（1）檢查!1主變高后備保護后面插拔網線接口是否松動，重新插拔下網線。（2）在主控室網絡柜上檢查交換機上的網線插口對應的燈是否正常閃爍，重新插拔網線或更換相應的接口。若還不行或重復出現，應通知自動化到站處理。

4.4 其他需注意事項

運行人員在處理變電站監(jiān)控通信網絡異常時，還應注意如下事項：（1）網絡信息管理裝置也叫通信規(guī)約轉換裝置，該裝置掉電復歸不影響相關保護的正常運行，但是掉電前應向調度申請。（2）繼電保護裝置掉電復歸前應向調度申請，并退出相關出口壓板，復電后應投回相關出口壓板。（3）若幾次掉電都無法復歸信號，應立即通知自動化到站處理，以免延誤處理時間。

5 結語

本文從運行人員角度分析了變電站監(jiān)控通信網絡異常的原因以及處理方法，處理方法簡潔明了，并舉實例進行說明、驗證，有利于運行人員掌握監(jiān)控通信異常的相關知識，提高處理此類問題的能力，同時能減少自動化人員到站消缺處理的次數，為供電企業(yè)節(jié)約大量的人力和物力成本，該處理方法值得在變電站運行維護領域大力推廣。

［1］樊陳，陳小川.IEC61850和IEC60870－5－103標準的比較［J］.東北電力技術，2006（9）：47～49

［2］譚文恕.變電站通信網絡和系統(tǒng)協議IEC61850介紹［J］.電網技術，2001（25）：8～11，15