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        變電站遠(yuǎn)動(dòng)通道通信中斷常見故障原因及處理

        2015-02-02 08:20:13袁波
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年1期
        關(guān)鍵詞:故障處理

        摘 要:對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通道通信中斷常見的故障類型、故障主要原因進(jìn)行了介紹,結(jié)合變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通道運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐,總結(jié)故障排查思路及處理方法,給電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化新員工和專業(yè)維護(hù)人員提供一些方法和建議。

        關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)動(dòng)通道;通信中斷;故障處理

        1 概述

        隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷改革和飛速發(fā)展,遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸?shù)目煽啃砸殉蔀殡娋W(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠運(yùn)行的重要保證。而縣級(jí)供電企業(yè)幾乎所有變電站設(shè)備的“遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)”數(shù)據(jù)都是由遠(yuǎn)動(dòng)裝置通過遠(yuǎn)動(dòng)通道實(shí)現(xiàn)的,遠(yuǎn)動(dòng)通道作為連接主站和變電站端信息傳輸?shù)闹饕}絡(luò),一旦發(fā)生中斷,“四遙”數(shù)據(jù)傳輸立即中止。因此,遠(yuǎn)動(dòng)通道日常運(yùn)行維護(hù)、通信中斷故障分析及判斷[1-3]、快速消除故障恢復(fù)遠(yuǎn)動(dòng)通信,就宛如調(diào)度數(shù)據(jù)的生命通道,顯得極其重要。

        2 遠(yuǎn)動(dòng)通道分類及相關(guān)知識(shí)

        2.1 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

        遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通常由控制站、被控站和遠(yuǎn)動(dòng)通道三部分組成。

        2.2 遠(yuǎn)動(dòng)通道

        遠(yuǎn)動(dòng)通道一般分為兩種:(1)網(wǎng)絡(luò)通道,是指采用以太網(wǎng)[4]的傳輸規(guī)約,通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行通信。使用IEC104規(guī)約。IEC104規(guī)約是專用于以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娏σ?guī)約,具有通過網(wǎng)絡(luò)連接的握手過程與I、S類幀具有幀序列號(hào),不正確的序列號(hào)將迫使網(wǎng)絡(luò)連接中斷等重要特點(diǎn)。(2)模擬通道,是采用MODEM進(jìn)行通信。使用兩種通信規(guī)約:CDT、IEC60870-5-101規(guī)約。CDT規(guī)約,遠(yuǎn)動(dòng)裝置向調(diào)度端不停地循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù),屬于循環(huán)式規(guī)約,適用于點(diǎn)到點(diǎn)的遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)。IEC60870-5-101規(guī)約,調(diào)度端先向站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求,遠(yuǎn)動(dòng)裝置再向調(diào)度端傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)。屬于問答式規(guī)約,適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn),多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn),多點(diǎn)共線,多點(diǎn)環(huán)形和多點(diǎn)星型網(wǎng)絡(luò)配置。

        2.3 “Ping”原理

        通過發(fā)送Internet控制信息協(xié)議[4](ICMP)數(shù)據(jù)包測(cè)試端到端的情況,檢查ICMP數(shù)據(jù)包所通過的節(jié)點(diǎn)和設(shè)備是否在正常工作。也就是說通過“Ping”可向遠(yuǎn)端主機(jī)傳送一個(gè)小數(shù)據(jù),經(jīng)對(duì)方反饋接收,根據(jù)響應(yīng)時(shí)間和數(shù)據(jù)丟失率,判斷與對(duì)方的連接成功與否,并分析連接效果,速率如何。

        2.4 常用工器具

        進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)通道中斷故障處理時(shí),常用到的測(cè)試工具:示波表1臺(tái),便攜式專用測(cè)試電腦1臺(tái),網(wǎng)線測(cè)試儀1臺(tái),萬用表1臺(tái),遠(yuǎn)動(dòng)通道測(cè)試儀1臺(tái)等。

        3 常見故障分類、原因分析及處理方法

        3.1 網(wǎng)絡(luò)通道故障的排查

        3.1.1 安全防護(hù)設(shè)備檢查

        在網(wǎng)絡(luò)通道上,規(guī)定部署的安全防護(hù)設(shè)備包括:(1)防火墻:發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)端口指示燈不亮?xí)r,應(yīng)關(guān)閉防火墻,看通道是否恢復(fù)。若通道能正常運(yùn)行,說明防火墻故障,應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。(2)加密認(rèn)證裝置:發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)端口指示燈不亮?xí)r,應(yīng)關(guān)閉加密認(rèn)證裝置,看通道是否恢復(fù)。若通道能正常運(yùn)行,說明為加密認(rèn)證裝置故障,應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。(3)交換機(jī):發(fā)現(xiàn)端口的指示燈不亮?xí)r,應(yīng)檢查網(wǎng)線是否插在交換機(jī)正確的端口上。交換機(jī)的每個(gè)端口固定為某個(gè)設(shè)備的端口,若接入錯(cuò)誤的設(shè)備,端口會(huì)自動(dòng)鎖住。

        3.1.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查

        網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查主要包括兩個(gè)測(cè)試:網(wǎng)線測(cè)試和以太網(wǎng)測(cè)試。(1)網(wǎng)線測(cè)試,為確定裝置是否有故障,在確定接入端口無誤后,應(yīng)該使用網(wǎng)線測(cè)試儀。具體說明:把網(wǎng)線的兩頭分別接入測(cè)試器的MASTER和REMOTER的端口,在MASTER端,把開關(guān)打到ON或S位置,MASTER及REMOTER端的8個(gè)指示燈會(huì)逐一閃爍。故障分析及處理的具體操作:在網(wǎng)線直通的情況下,MASTER及REMOTER端的指示燈是一一對(duì)應(yīng)閃爍的,在交叉網(wǎng)線的情況下,REMOTER端的指示燈根據(jù)網(wǎng)線交叉的情況對(duì)應(yīng)MASTER閃爍。若在REMOTER端有某個(gè)或幾個(gè)指示燈不亮,則說明網(wǎng)線有斷開的情況,這時(shí)應(yīng)重做網(wǎng)線水晶頭。排除水晶頭故障后,若仍未通信上,則重新放一根新的網(wǎng)線。(2)以太網(wǎng)測(cè)試,在確定安全防護(hù)設(shè)備及網(wǎng)線沒有故障后,可利用手提電腦的“Ping”命令來測(cè)試調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連通性。將手提電腦的IP地址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)按遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)置,把遠(yuǎn)動(dòng)裝置的網(wǎng)線接入手提電腦的網(wǎng)口,在電腦上輸入Ping遠(yuǎn)端的服務(wù)器地址。若Ping不通,可請(qǐng)通信運(yùn)維部配合檢查調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

        3.2 模擬通道通信中斷故障的排查

        3.2.1 MODEM檢查

        MODEM板的設(shè)置與檢查包括:MODEM設(shè)置,包括外觀,即面板設(shè)置和模塊設(shè)置。面板說明(圖1所示)。

        RXD燈-接收指示燈:當(dāng)接收到調(diào)度端數(shù)據(jù)時(shí),該燈會(huì)閃爍。TXD燈-發(fā)送指示燈:當(dāng)向調(diào)度端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),該燈會(huì)閃爍。CD燈-通道狀態(tài)指示燈:檢測(cè)通道狀態(tài)。

        3.2.2 MODEM板設(shè)置

        在MODEM板中通過撥碼開關(guān)來設(shè)置其中心頻率、頻偏、波特率,以滿足規(guī)約要求。常用的規(guī)約MODEM板設(shè)置(圖2所示)。

        (1)IEC60870-5-101規(guī)約的MODEM設(shè)置。中心頻率:2700Hz,頻偏:150Hz,波特率:1200。在使用101規(guī)約的廠站中,RXD燈和TXD燈會(huì)交替閃爍,先是RXD燈閃爍,再是TXD燈閃爍(圖3所示)。若RXD燈閃爍,而TXD燈不閃爍,則應(yīng)檢查MODEM是否設(shè)置正確或遠(yuǎn)動(dòng)裝置是否有故障。若RXD燈不閃爍,說明遠(yuǎn)動(dòng)裝置收不到調(diào)度端的詢問,應(yīng)檢查通信通道是否正常。

        (2)CDT規(guī)約的MODEM設(shè)置:中心頻率:2800Hz,頻偏:200Hz,波特率:600。在使用CDT規(guī)約的廠站中,遠(yuǎn)動(dòng)裝置正常運(yùn)行時(shí),上行通道端子變化頻率是在2730~3030Hz之間,電壓幅值在0.2~0.7V左右。若電壓及頻率超過以上范圍,甚至沒有頻率或電壓,是由于沒有發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的原因,說明MODEM或遠(yuǎn)動(dòng)裝置有問題。若電壓、頻率都正常,則應(yīng)通知通信運(yùn)維部或調(diào)度端自動(dòng)化人員配合檢查。

        在使用CDT規(guī)約時(shí),正常情況下,TXD燈會(huì)不停地閃爍,RXD燈偶爾會(huì)閃爍。

        3.2.3 通道測(cè)試

        (1)環(huán)回法。先對(duì)裝置或通道的數(shù)據(jù)口的收發(fā)接線端子進(jìn)行導(dǎo)線連接,然后調(diào)度主站或變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置模擬測(cè)試報(bào)文,通過觀察發(fā)出信號(hào)數(shù)據(jù)的返回系數(shù)情況來逐步分析故障。如圖4、圖5所示。

        具體操作過程:將遠(yuǎn)動(dòng)裝置端子的“兩收”、“兩發(fā)”收發(fā)同時(shí)短接,用自環(huán)法測(cè)試遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置是否完好。若不正常,則可能是通信電路芯片損壞。若遠(yuǎn)動(dòng)裝置正常,則甩開遠(yuǎn)動(dòng)裝置與MODEM之間的連接線,將通信裝置的“收”、“發(fā)”短接做“自發(fā)自收”測(cè)試,檢查通道是否正常。把上下行通道直接聯(lián)通,使通信通道形成一個(gè)環(huán)路,調(diào)度端通過觀察發(fā)送和接收的報(bào)文是否一致來判斷通道是否正常。在不同設(shè)備端子上的環(huán)回,能檢測(cè)出端子的故障點(diǎn)。

        (2)排除法。運(yùn)用環(huán)回法確定遠(yuǎn)動(dòng)裝置及通信通道正常運(yùn)行后,可用排除法確定其他故障點(diǎn)。故障情況:a.調(diào)度可以收到總控單元上傳的信息,但不能執(zhí)行遙控命令。分析及處理:廠站地址和目標(biāo)地址不對(duì)應(yīng),具體從原碼分析可知。電平不對(duì)應(yīng)。正常時(shí)上行、下行電平相差不多??梢詮耐ㄓ嵮b置上調(diào)電平,使兩側(cè)電平均接近0。調(diào)度軟件等待時(shí)間太短,可從調(diào)度將等待時(shí)間改動(dòng)為正常。b.通信時(shí)通時(shí)斷。分析如下:通信線連接不牢靠,通信電路芯片或相應(yīng)接地管腳未接地,說明通道設(shè)備有故障。

        4 易犯錯(cuò)誤和異常處理

        (1)在進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)備檢查時(shí),只是簡(jiǎn)單地看一下電源燈的狀態(tài),以此來判斷通道是否完好。正確做法:除觀察電源燈外,還要觀察端口的指示燈狀態(tài)。(2)通中調(diào)的通信中斷,用環(huán)回法進(jìn)行通道測(cè)試時(shí),將地調(diào)“兩收”,“兩發(fā)”接口進(jìn)行自環(huán)。正確的做法:將中調(diào)“兩收”,“兩發(fā)”接口進(jìn)行自環(huán)。(3)在以太網(wǎng)測(cè)試時(shí),用便攜式專用測(cè)試電腦直接把遠(yuǎn)動(dòng)裝置的網(wǎng)線接入手提電腦的網(wǎng)口,在電腦上輸入Ping遠(yuǎn)端的服務(wù)。正確的做法:先將手提電腦的IP地址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)按遠(yuǎn)東裝置進(jìn)行設(shè)置,再輸入Ping遠(yuǎn)端的服務(wù)器地址。(4)異常:處理通信中斷故障之后,廠站通訊恢復(fù)正常,但廠站數(shù)據(jù)不刷新。處理方法:重啟遠(yuǎn)動(dòng)裝置,讓程序重讀一遍即可。

        5 結(jié)束語

        遠(yuǎn)動(dòng)通道是子站端與主站端連接的紐帶,保證遠(yuǎn)動(dòng)通道的質(zhì)量,有效地對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通道進(jìn)行檢測(cè),加快遠(yuǎn)動(dòng)通道故障處理的速度,是保證遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要手段之一。因此,利用上述工作思路和方法,及時(shí)地對(duì)變電站遠(yuǎn)動(dòng)通道通信中斷故障進(jìn)行處理,是為變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息的可靠傳輸及電網(wǎng)一、二次設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王俊明,劉軍.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通道故障的分析與判斷[J].青海電力,2006,25(3):49-50.

        [2]軒秀麗,石登科,梁昭.遠(yuǎn)動(dòng)通道的故障檢測(cè)與探討[J].中國(guó)西部科技,2011,10(41).

        [3]夏敏.變電站遠(yuǎn)動(dòng)通道中斷的檢測(cè)方法[J].電力安全技術(shù),2014,16(1).

        [4]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第四版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

        作者簡(jiǎn)介:袁波(1986-),男,本科,助理工程師,主要從事通信及自動(dòng)化設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)試、檢修和運(yùn)維工作。

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