变电站自动化系统远动设备常见缺陷分析及处理方法

胡 恬 盛发明

（国网宁波供电公司，浙江 宁波315020）

0 引言

最近十多年是变电站自动化系统的大发展时间，国内变电站自动化系统已基本普及，110kV变电站已实现了多年的无人值班运行，220kV变电站已部分实现了无人值班运行或少人值班运行，并逐步向完全无人值班运行方向迈进，变电站设备的运行管理水平得到了很大提高，节省了大量人力。而这一目标的实现，依赖于变电站自动化系统的安全可靠运行，特别是远动设备，直接关系着变电站运行信息和控制命令的处理、传输，确保远动设备的可靠运行尤为重要。

1 远动设备配置

综合自动化变电站远动设备包括远动装置、调制解调器、数字透传装置、数据网接入装置等设备。远动设备的主要功能是负责接收间隔层数据，并向主站端进行转发，同时接收主站端的遥控命令。

远动机要求双机配置，并且采用嵌入式装置。装置要求具有两个站内以太网接口，分别与站控层计算机网络的双交换机连接，实现站内数据的收发；具有两个站外以太网接口，分别与电力数据网络的双交换机连接，实现与各级主站的网络数据通信；具有足够的RS－232串行通信接口，实现与各级主站的串行数据通信。变电站与主站之间应具备两路独立路由通信通道。

配置双套具备MPLS－VPN功能的路由交换设备作为数据网络接入设备。按电力调度数据网双平面接入要求，110kV及以上变电站每一数据网平面配置一台路由器、两台交换机及相应二次安全防护设备，采用两路2M接口，通过光传输设备接入电力调度数据网。

根据需要，配置调制解调器和数字透传复用设备，作为电力调度数据网未完善前的过渡性远动通信通道，分别采用模拟信号方式和数字信号方式，通过PCM和2M通信设备接入相应调控主站。

2 远动设备缺陷分类

远动设备缺陷基本可以分为三类：远动机故障、通道故障、参数配置错误。远动机故障指远动机自身由于某种缺陷不能与站内设备或主站系统正常通信、完成数据传输功能，包括硬件和软件两个方面的缺陷。通道故障指远动设备与主站之间的通信通道以及相关通道设备的故障。参数配置错误类缺陷主要指由规约配置、通信参数不正确引起的通信、数据传输异常。

3 远动设备缺陷处理方法

3.1 远动机故障处理方法

远动机硬件故障指远动装置本身以及相应的接口设备，由于长时间运行，出现不同程度的老化现象，硬盘、主板、接口设备、风扇等设备故障较多。一般通过查看相应的指示灯是否正常，借助远动机启动时的自检信息，必要时用万用表测量相关部位电压，然后用替换法验证相关设备是否故障；有些硬件设备虽无明显故障，但由于长时间运行老化严重，导致性能下降，会影响系统运行稳定性，可通过升级改造解决。软件故障常有操作系统、应用软件程序走死等，这类缺陷通常重启远动设备就可消失；还有类软件故障是由于程序设计不完善引起的，这类缺陷一般比较隐蔽，往往需要运行一段时间后或在某种特殊情况下才有可能发生，故障难以重现，需要长时间观察分析才能找到，一般由厂方协助，通过软件升级得以解决。

3.2 通道故障处理方法

远动通信通道中断故障，首先要确定是通信通道问题还是远动接入设备问题。对于模拟通道及数字通道可通过观察Modem装置、数字透传装置的指示灯；主站端或厂站端打环，比对上、下行报文一致性；用仪表仪器测量来判定故障范围。对于网络通道，通常用ping命令来检查通道是否正常。属于通信通道故障应及时通知通信部门消缺。

3.2.1 常用的模拟通道及数字通道故障判别方法

（1）观测法：适用于模拟通道及数字通道故障判别。

Modem装置的CD灯亮表示载波信号异常，CD灯闪烁表示收发两端中心频率或频偏设置不匹配，RXD灯闪烁表示接收数据，TXD灯闪烁表示发送数据。当CD灯亮时，一般可判断通信通道问题。CD灯闪烁时应检查两侧中性频率或频偏设置是否一致。

数字透传装置的LOS灯亮一般可判断通信通道问题。若LOS灯不亮，一般可排除数字通道故障的可能，应检查两侧数字透传装置是否正常。

（2）打环法：适用于模拟通道及数字通道故障判别。

模拟通道的打环可在厂站端将上行与下行数据传输线短接，在另一侧比对上、下行报文是否一致，若一致，说明通信设备正常，缺陷在远动设备上；若接收不到下发的信息或有误码出现，则说明通信通道有问题。

数字通道打环比较方便，在数字透传设备上每路通道都有相应的自环开关，可以很方便地将数字通道和相应的主站自环，以判断数字通道以及通道设备是否正常。

（3）测量法：适用于模拟通道故障判别。

用示波器检测：对于不同的规约和不同的传输速率，示波器显示的波形各不相同。当通道上有数据传输时，一般会分别显示两个频率的正弦波形。

用万用表检测：有时因条件限制，可用万用表交流挡，简便地测试Modem是否有远动信号输出，并可根据通信设备对输入信号的电平要求，监视调整远动输出信号的幅值。

用电话听筒检测：对于传输连续信号的通道，可听出来有两个频率的声音，当通道只传输Modem中心频率时，只能听到一个单音；对于传输断续信号的通道，可听出来有断断续续的两个频率的声音。

确定Modem装置故障时，就要更换装置或相应板件，更换时要保证相关参数（中心频率、频偏、发送电平、接收电平、波特率等）设置正确。

数字透传装置的故障一般通过替换法排除。更换的新数字透传设备不需要设置参数，但需要保证每个接口的插线与更换前一致。

3.2.2 网络通道故障判别方法

网络通道就是基于电力调度数据网进行数据传输，通常用ping命令来检查通道是否正常（网络诊断工具，在 Windows、UNIX和Linux均适用），可以在远动设备处ping网关IP地址、主站IP地址，也可在主站侧ping网关IP地址、远动设备IP地址，通过是否有响应、响应的时延等返回信息判断网络通道正常与否。新安装设备还要检查远动机的IP地址、网关地址、端口号是否正确，路由器配置是否正确。

排除网络通道故障后，需要检查远动机、实时交换机、纵向加密装置、路由器是否正常运行，设备之间的网络通信线是否符合制作标准，网络线是否完好，连接是否可靠。

3.3 参数配置错误处理方法

远动设备的参数配置包括三部分：转发库配置、通信配置、规约配置。

转发库配置包括：站内数据引用是否正确、逻辑合成点是否合理、遥信信号极性、防抖动时间、是否上送SOE、遥测系数、变化死区等。

通信配置包括：串口通信参数有传输速率、中心频率、频偏、校验方式等是否与主站一致，网络通信参数有远动机IP地址、网关地址等是否正确。

规约配置包括：主站和厂站两侧的规约要一致，规约选定后，还需要注意参数的一致性，比如站址、信息体起始地址等。以IEC101规约为例，主要包括：站址（ASDU地址和IEC101链路地址）的统一性；地址的字节数；传送原因的字节数；信息体地址的字节数和起始地址。

只有参数配置正确了，厂站与主站之间才能正常通信。不同通信方式和规约，配置的参数不尽相同；不同厂家和型号的设备，配置的内容也不尽相同。处理这类缺陷，需要了解有关参数的配置，对相关知识比较熟悉，常需要捕捉通信报文，分析通信过程才能找到故障点。

早期110kV变电站没有独立的远动装置，一般由总控单元或前置机兼管行使远动功能，其故障类型及排查方法与独立远动机类似，不再单独讨论。

4 结语

在变电站无人值班模式下，变电站自动化系统远动设备的可靠运行直接关系着变电站设备的运行管理，本文主要介绍了国内变电站自动化系统远动设备的配置，结合检修工作经验，分析了远动设备的常见缺陷，并针对不同缺陷提出了相应的处理方法。

［1］张延，吴云，史志鸿.变电站自动化系统设计和运行问题的分析［J］.继电器，2003，31（8）.

［2］陈正蓉.浅析综合自动化变电站远动接口的相关问题［J］.华中电力，2010，23（1）.