浅谈变电站综合自动化通讯故障排查方法

陈瑞 林正胜 李巧荣

摘 要：变电站综合自动化系统是将变电站远动四遥、继电保护、测量仪表等二次系统功能综合为一体，实现对变电站一次设备的监视、控制、操作、故障隔离、故障记录等，是保证变电站安全、经济运行的一种新型技术手段。变电站综合自动化设备一旦出现故障，将会直接影响当地后台、调度和集控中心的正常监控，对变电站的安全运行造成隐患。为了快速恢复变电站综合自动化系统正常运行，排查设备故障的步骤和方法尤为重要。本文将对通讯故障排查的相关思路和方法进行阐述。

关键词：电力 自动化 通讯故障 方法 规约

中图分类号：TJ81 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0103-01

目前，变电站综合自动化系统通常采用分散分布式与集中相结合的综合自动化系统结构，通过间隔层、网络层、站控层实现站内设备的信息采集、处理和发送，其中任何一个环节出现问题都会影响自动化数据的准确性。

1 间隔层单元的排查

在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合闸、故障录波等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为测控单元，两者通称为间隔层单元。变电站内监控计算机和远动设备都是通过间隔层若干个智能电子装置IED实现对各间隔状态量、数字量的采集和控制功能。

1.1 IED菜单设置

在菜单设置中，往往包含：通讯方式（串口通讯方式、总线通讯方式、以太网通讯方式等）、通讯参数（装置地址、波特率、校验方式等）、通讯规约等子菜单，正确选择相应的参数才能保证IED与网络层正常通讯。

1.2 IED通讯插件设置

IED设备与设备之间、IED设备与网络层之间的通讯方式主要有：工业以太网通讯，RS-232C、RS-485、RS-422串口通讯，CAN总线、LonWorks总线通讯等方式。当IED设备采用工业以太网通讯方式时，可将调试电脑与IED设备连接通过“Ping”、“IPconfig”、“Tracert”、“Netstat”等命令测试IED设备以太网通讯状况。当IED设备采用串口通讯方式时，可通过调试电脑、波士转换器、103规约测试软件排查IED设备串口通讯是否正常。

1.3 检修硬压板

当IED设备串口有103报文输出，但发现报文内容不正确，经检查发现装置检修硬压板投上，屏蔽了IED变位报文，故当地后台信息显示不正确。将检修硬压板退出后，后台信息恢复正常。

2 网络层设备的排查

网络层的设备主要包括：通讯管理机（规约转换装置）、局域网交换机等设备，主要功能是作为数据集中处理和保护管理，担负着上传下达的任务。对下它可以管理各种IED，包括：保护、测控、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中的作用；对上则通过设立开放式的站级网络接口，与站控层建立联系。当IED设备采用串口通讯、总线通讯方式时，将会使用到通讯管理机。

2.1 通讯管理机参数规约设置

通讯管理机通常包含：通讯方式（串口通讯方式、总线通讯方式等）、通讯参数（波特率、校验方式等）、通讯规约、装置地址等设置，只有通讯管理机各项设置与通讯的IED参数一致，才能保证通讯管理机和IED设备的正常通讯。在各项通讯参数中，通讯规约是启动和维持通讯所必需的，它是关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等事项的严格规定。

2.2 通讯管理机通讯插件设置

通讯管理机在硬件上可通过跳线实现多种通讯接口的选择，只有正确选择与IED通讯接口一致的跳线方式，才能保证通讯管理机与IED设备的正常通讯，反之，将造成间隔层设备无法与网络层设备进行通讯（即：通讯管理机无法解析IED设备的103报文）。

2.3 通讯管理机装置模板

在实际工作中我们往往会发现这样一种情况：通讯管理机与IED设备通讯正常，并且能够解析IED设备103报文，但检查数据仍然发现不正确，这就涉及到装置模板的问题。装置模板可以理解为一个翻译文本，它反映了不同IED 103规约与104规约的对应关系，通过一一对应的关系就能准确无误的将IED 103规约信息解析并转换成104规约送往当地监控。

3 站控层设备的排查

总控单元用于依照调度自动化主站系统的要求，采用远动规约将变电站内IED设备的遥测、遥信、遥控、遥脉等数据，通过模拟、数字、网络等通道传送给主站系统。常见问题主要涉及到总控单元的软硬件设置及远动规约等内容。

3.1 总控单元的软硬件设置

工作中为了将变电站自动化信息传送给远方调度或集控中心，需要选择与远方终端一致的通讯参数，包括：装置地址、端口类别、通道类型等。此外还应该注意总控单元串口通讯方式是否有跳线等设置。如果在硬件上未注意跳线等问题，会造成远方调度或集控中心通道中断。

3.2 远动通讯规约

总控单元还涉及到通讯参数（波特率、校验方式、串口類别等）和远动规约选择。工作中常用的远动规约包括主动上送式（循环上送）规约：CDT、Polling、Disa规约和问答式规约：IEC60870-5-101、IEC60870-5-104规约。以下实际案例，在处理110 kV变电站和集控中心联调工作中遥控无法成功执行的处理思路，在这起案例中充分体现了熟练掌握通讯协议及报文的重要性，可供大家参考。

例1 主站（遥控预置）：68 09 09 68 73 01 2D 01 06 01 01 0B 81 36 16

单点遥控

子站（遥控返校）：68 09 09 68 80 01 2E 01 07 01 01 0B 81 44 16

双点遥控

分析：通过分析报文，可看出由于变电站和集控中心单点遥控和双点遥控设置不一致，造成遥控无法成功。处理方法只需将变电站和集控站遥控单双点设置修改一致，即可成功遥控。

在处理调度中心、集控中心等远方终端通讯中断缺陷时，我们首先应该检查自动化设备的运行情况，在变电站侧可使用调试电脑、波士转换器和规约调试软件等对总控单元通讯端口进行检查，在检测过程中常常会使用到收发自环、模拟主站等手段。在排除自动化设备通讯正常后再对通信设备（PCM、PDH、SDH）进行检测，最终消除缺陷。

参考文献

[1] 丁书文，黄训城，胡起宙.变电站综合自动化原理及应用[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2] 郜永琴.变电站综合自动化系统后台信息分析[M].北京：中国电力出版社，2009.