变电站远动通道通信中断常见故障原因及处理

摘 要：对远动通道通信中断常见的故障类型、故障主要原因进行了介绍，结合变电站自动化系统远动通道运行维护实践，总结故障排查思路及处理方法，给电网调度自动化新员工和专业维护人员提供一些方法和建议。

关键词：远动通道；通信中断；故障处理

1 概述

随着电网技术的不断改革和飞速发展，远动信息传输的可靠性已成为电网调度自动化系统稳定、准确、可靠运行的重要保证。而县级供电企业几乎所有变电站设备的“遥测、遥信、遥控、遥调”数据都是由远动装置通过远动通道实现的，远动通道作为连接主站和变电站端信息传输的主要脉络，一旦发生中断，“四遥”数据传输立即中止。因此，远动通道日常运行维护、通信中断故障分析及判断[1-3]、快速消除故障恢复远动通信，就宛如调度数据的生命通道，显得极其重要。

2 远动通道分类及相关知识

2.1 远动系统

远动系统通常由控制站、被控站和远动通道三部分组成。

2.2 遠动通道

远动通道一般分为两种：（1）网络通道，是指采用以太网[4]的传输规约，通过调度数据网进行通信。使用IEC104规约。IEC104规约是专用于以太网传输的电力规约，具有通过网络连接的握手过程与I、S类帧具有帧序列号，不正确的序列号将迫使网络连接中断等重要特点。（2）模拟通道，是采用MODEM进行通信。使用两种通信规约：CDT、IEC60870-5-101规约。CDT规约，远动装置向调度端不停地循环发送数据，属于循环式规约，适用于点到点的远动通道结构。IEC60870-5-101规约，调度端先向站端远动装置发送数据请求，远动装置再向调度端传送相应的数据。属于问答式规约，适用于点对点，多个点对点，多点共线，多点环形和多点星型网络配置。

2.3 “Ping”原理

通过发送Internet控制信息协议[4]（ICMP）数据包测试端到端的情况，检查ICMP数据包所通过的节点和设备是否在正常工作。也就是说通过“Ping”可向远端主机传送一个小数据，经对方反馈接收，根据响应时间和数据丢失率，判断与对方的连接成功与否，并分析连接效果，速率如何。

2.4 常用工器具

进行远动通道中断故障处理时，常用到的测试工具：示波表1台，便携式专用测试电脑1台，网线测试仪1台，万用表1台，远动通道测试仪1台等。

3 常见故障分类、原因分析及处理方法

3.1 网络通道故障的排查

3.1.1 安全防护设备检查

在网络通道上，规定部署的安全防护设备包括：（1）防火墙：发现其网络端口指示灯不亮时，应关闭防火墙，看通道是否恢复。若通道能正常运行，说明防火墙故障，应联系厂家进行维修。（2）加密认证装置：发现其网络端口指示灯不亮时，应关闭加密认证装置，看通道是否恢复。若通道能正常运行，说明为加密认证装置故障，应联系厂家进行维修。（3）交换机：发现端口的指示灯不亮时，应检查网线是否插在交换机正确的端口上。交换机的每个端口固定为某个设备的端口，若接入错误的设备，端口会自动锁住。

3.1.2 网络设备检查

网络设备检查主要包括两个测试：网线测试和以太网测试。（1）网线测试，为确定装置是否有故障，在确定接入端口无误后，应该使用网线测试仪。具体说明：把网线的两头分别接入测试器的MASTER和REMOTER的端口，在MASTER端，把开关打到ON或S位置，MASTER及REMOTER端的8个指示灯会逐一闪烁。故障分析及处理的具体操作：在网线直通的情况下，MASTER及REMOTER端的指示灯是一一对应闪烁的，在交叉网线的情况下，REMOTER端的指示灯根据网线交叉的情况对应MASTER闪烁。若在REMOTER端有某个或几个指示灯不亮，则说明网线有断开的情况，这时应重做网线水晶头。排除水晶头故障后，若仍未通信上，则重新放一根新的网线。（2）以太网测试，在确定安全防护设备及网线没有故障后，可利用手提电脑的“Ping”命令来测试调度数据网网络的连通性。将手提电脑的IP地址、子网掩码及网关按远动装置进行设置，把远动装置的网线接入手提电脑的网口，在电脑上输入Ping远端的服务器地址。若Ping不通，可请通信运维部配合检查调度数据网。

3.2 模拟通道通信中断故障的排查

3.2.1 MODEM检查

MODEM板的设置与检查包括：MODEM设置，包括外观，即面板设置和模块设置。面板说明（图1所示）。

RXD灯-接收指示灯：当接收到调度端数据时，该灯会闪烁。TXD灯-发送指示灯：当向调度端发送数据时，该灯会闪烁。CD灯-通道状态指示灯：检测通道状态。

3.2.2 MODEM板设置

在MODEM板中通过拨码开关来设置其中心频率、频偏、波特率，以满足规约要求。常用的规约MODEM板设置（图2所示）。

（1）IEC60870-5-101规约的MODEM设置。中心频率：2700Hz，频偏：150Hz，波特率：1200。在使用101规约的厂站中，RXD灯和TXD灯会交替闪烁，先是RXD灯闪烁，再是TXD灯闪烁（图3所示）。若RXD灯闪烁，而TXD灯不闪烁，则应检查MODEM是否设置正确或远动装置是否有故障。若RXD灯不闪烁，说明远动装置收不到调度端的询问，应检查通信通道是否正常。

（2）CDT规约的MODEM设置：中心频率：2800Hz，频偏：200Hz，波特率：600。在使用CDT规约的厂站中，远动装置正常运行时，上行通道端子变化频率是在2730～3030Hz之间，电压幅值在0.2～0.7V左右。若电压及频率超过以上范围，甚至没有频率或电压，是由于没有发送远动数据的原因，说明MODEM或远动装置有问题。若电压、频率都正常，则应通知通信运维部或调度端自动化人员配合检查。

在使用CDT规约时，正常情况下，TXD灯会不停地闪烁，RXD灯偶尔会闪烁。

3.2.3 通道测试

（1）环回法。先对装置或通道的数据口的收发接线端子进行导线连接，然后调度主站或变电站远动装置模拟测试报文，通过观察发出信号数据的返回系数情况来逐步分析故障。如图4、图5所示。

具体操作过程：将远动装置端子的“两收”、“两发”收发同时短接，用自环法测试远动通讯装置是否完好。若不正常，则可能是通信电路芯片损坏。若远动装置正常，则甩开远动裝置与MODEM之间的连接线，将通信装置的“收”、“发”短接做“自发自收”测试，检查通道是否正常。把上下行通道直接联通，使通信通道形成一个环路，调度端通过观察发送和接收的报文是否一致来判断通道是否正常。在不同设备端子上的环回，能检测出端子的故障点。

（2）排除法。运用环回法确定远动装置及通信通道正常运行后，可用排除法确定其他故障点。故障情况：a.调度可以收到总控单元上传的信息，但不能执行遥控命令。分析及处理：厂站地址和目标地址不对应，具体从原码分析可知。电平不对应。正常时上行、下行电平相差不多。可以从通讯装置上调电平，使两侧电平均接近0。调度软件等待时间太短，可从调度将等待时间改动为正常。b.通信时通时断。分析如下：通信线连接不牢靠，通信电路芯片或相应接地管脚未接地，说明通道设备有故障。

4 易犯错误和异常处理

（1）在进行安全防护设备检查时，只是简单地看一下电源灯的状态，以此来判断通道是否完好。正确做法：除观察电源灯外，还要观察端口的指示灯状态。（2）通中调的通信中断，用环回法进行通道测试时，将地调“两收”，“两发”接口进行自环。正确的做法：将中调“两收”，“两发”接口进行自环。（3）在以太网测试时，用便携式专用测试电脑直接把远动装置的网线接入手提电脑的网口，在电脑上输入Ping远端的服务。正确的做法：先将手提电脑的IP地址、子网掩码及网关按远东装置进行设置，再输入Ping远端的服务器地址。（4）异常：处理通信中断故障之后，厂站通讯恢复正常，但厂站数据不刷新。处理方法：重启远动装置，让程序重读一遍即可。

5 结束语

远动通道是子站端与主站端连接的纽带，保证远动通道的质量，有效地对远动通道进行检测，加快远动通道故障处理的速度，是保证远动系统安全、可靠运行的重要手段之一。因此，利用上述工作思路和方法，及时地对变电站远动通道通信中断故障进行处理，是为变电站远动信息的可靠传输及电网一、二次设备状态的实时监控和调度操作打下坚实的基础。

参考文献

[1]王俊明，刘军.综合自动化系统远动通道故障的分析与判断[J].青海电力，2006，25（3）：49-50.

[2]轩秀丽，石登科，梁昭.远动通道的故障检测与探讨[J].中国西部科技，2011，10（41）.

[3]夏敏.变电站远动通道中断的检测方法[J].电力安全技术，2014，16（1）.

[4]谢希仁.计算机网络（第四版）[M].北京：电子工业出版社，2003.

作者简介：袁波（1986-），男，本科，助理工程师，主要从事通信及自动化设备与系统调试、检修和运维工作。