变电站通讯规约主动上送全数据功能的研究与应用

赵洪丽,赵晓娜

(国网辽宁省电力有限公司技能培训中心，121000)

变电站通讯规约主动上送全数据功能的研究与应用

赵洪丽,赵晓娜

(国网辽宁省电力有限公司技能培训中心，121000)

随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的逐步提高,对供电质量和可靠性也提出了更高的要求，近些年，变电站综合自动化改造行程顺利进行，以往的有人值班变电站逐渐被无人值守变电站所取代，在无人值守变电站中，监控系统是支撑远方通讯的关键环节，如果监控系统出现异常而无法正常工作，会造成变电站丧失监控的严重问题。

变电站;安全机制;网络

1 研究课题提出背景

通讯规约是将变电站内各类重要信息、数据通过通讯通道传输给远方集控中心及主站的底层代码，是实现无人值守变电站的最基本条件，同时也是现场调试人员判断故障点的最有力手段。一次设备的采集器与现场监控主机通过规约进行通讯，监控主机再使用规约将变电站内设备的实际情况及时地反映给远方主站。如果通讯规约出现问题，将影响调度人员对变电站的正常监控，特别严重时将造成变电站丧失监控。

IEC-5-104规约是变电站与主站通讯时所必须使用的一种规约，它通过站内的数据网设备以网络方式与主站进行连接。在现场调试的过程中，我们发现，以104规约通讯的少数新建未投运的变电站及低电压等级的小型变电站在集控中心会偶尔出现数据刷新异常报警，有的变电站还会出现链路时通时断的现象。出现问题后，在远方集控中心的显示画面中，这些变电站的遥测数据信息长时间停止刷新，而且会发出数据异常报警，除此之外，极少数变电站的通讯链路会出现中断的现象，而维护人员赶赴该变电站后发现现场并无设备异常发生，中断的链路也会在短时间内自动恢复正常。这种情况如果在无人值守变电站运行以后出现，除了会增加对变电站的维护成本，还会牵扯调度人员的精力，影响对变电站的正常监控。

在多次异常情况的处理过程中，我们检查厂站端及主站端的配置均无问题后，对该变电站的IEC104通讯规约进行实时监视后发现，厂站端与主站端通讯时所使用IEC870-5-104规约出现长时间无遥测报文上送现象。

2 问题存在原因及解决方案

IEC104规约是主站与厂站端进行数据交换的一种通讯规约，它是一种非纯粹的问答式规约。非纯粹的问答式特点，主要体现在主站对厂站的每次“询问”都会得到厂站端的“回答”，而厂站端的每次“回答”不都是因为厂站端的“询问”，也就是说，厂站端有变化数据等情况时会不等主站的“询问”而主动上送。

IEC104规约的运行有以下几个过程：

1)主站端与厂站端建立第一次连接时，先“测试”链路状态，厂站端进行“回答”，如果链路完好，主站端会对厂站进行校时。

2)校时完毕，主站会对厂站进行一次总召唤，厂站向主站上送所有的遥测、遥信数据。

3)正常运行时，当厂站内有数据变化时，将变化数据的报文发送给主站端。没有变化数据时，主站会向厂站发送U帧测试链路。主站还会不定时用I帧计算所收到的报文数发送给厂站，以保证整个通讯过程的阶段完整性。

4)每过15分钟，主站会对厂站进行一次总召唤。

经过多次处理此类异常问题的统计及现场调查分析，我们发现此类异常现象多出现在未投运的变电站及电压等级较低、线路少，负荷稳定变化不大的小型变电站中，尤其是近期实现综合自动化改造的前农电站。 这些变电站都有一个共同的特点，就是线路较少且负荷稳定。线路最少的变电站仅一台主变单独运行，5条10千伏线路投入使用，每条线路的负荷小而且很稳定，没有太大的变化。按照数据传输的死区标准，变化幅度超过满度值0.5%的数据才会被认为是变化数据，那么这种变电站在通讯规约中的体现就是变化数据非常少，通道中全部都是U帧测试过程。负荷非常稳定的时候甚至会出现5-10分钟内无变化数据发生，而主站超过5分钟收不到变化数据会认为数据刷新异常。除此之外，部分主站对IEC104规约配置是发现通道中出现超过一定时间的U帧时认为规约陷入死循环，将重新启动链路。

由于变电站综合自动化改造任务的加快，越来越多的变电站实现无人值守，此类异常现象出现的次数也随之增多。

通过对通讯规约的研究，我们在厂站端增加了变电站通讯规约的主动上送全数据功能来解决这种问题。在原有的IEC104规约源程序的基础上，增加一项功能：在IEC104规约正常运行时，不管是否有变化数据，每过30秒钟，厂站端主动上送一次全数据。这样，即便

是负荷稳定变电站的数据也会在主站端及时刷新，同时也避免了U帧循环过多的问题，有效解决了变电站链路时通时断的现象这样做有两个方面优点：

1)提高了信息的实时性。30秒一次的主动上送全数据，再加上不定期的变化数据上送，使主站端的监控数据能够更及时地进行刷新。

2)不影响信息的完整性。在正常运行时也会在每个15分钟时出现总召唤与突发事件同时发生的可能，此时全遥测、遥信数据及可能出现的突发遥信会同时占用通道，对于以网络方式建立的链路来说，完全有能力进行处理，不会出现丢帧的现象。而主动上送全数据功能主要是2分钟上送一次全遥测数据，所占用的通道小于上述可能出现的最大值情况，因此不会出现丢帧的现象。

至此，实现了变电站通讯规约主动上送全数据功能，有效地降低了变电站数据刷新异常及不定期的链路中断现象。

本文所述研究课题是在原有变电站通讯规约的基础上，利用其自身的函数、变量搭配，在厂站端实现全数据的主动上送功能。基于上述特点，该项技术实施方便、简单并且具有很高的可靠性及稳定性，可以很好的应用到目前已运行的变电站中。

3 应用前景

本文所述研究项目是在原有通讯规约的基础上，利用其自身的函数、变量搭配，在厂站端实现全数据的主动上送功能。

该技术实施简单，在项目实施前对作业人员的要求是需要具备变电站监控系统的专业知识，掌握变电站IEC870-5-104通讯规约，可以对规约内容进行快速翻译，并且了解厂站与主站的通讯过程中的具体步骤

经过数次改进和应用，目前该项目已经应用到实际变电站中，我们在励家66KV变电站、中安66KV变电站、柳家66KV变电站、饶阳河66KV变电站的通讯规约中均增加了此项功能，解决了数据刷新异常报警及不定期的链路中断现象。自2012年3月增加功能起至今，各变电站均实现长时间稳定运行，项目应用效果显著。下一步，科研小组将继续寻找存在规约异常的变电站，并计划将该项技术应用到更多变电站中，其中包括除66kV电压等级外的更高电压等级变电站。

[1]电网调度自动化信息传输标准、中国电力出版社、1995、第一版579页

[2]通讯传输规约、中国电力出版社、2004、第二版304页

[3]终端通讯规约、中国邮电出版社、2002、第一版160页

赵洪丽，1982年4月23日出生，2006年7月毕业于东北电力大学，研究生学历，现任国网辽宁省电力有限公司技能培训中心调度自动化专业培训教师，职称为高级技师、中级讲师。

赵晓娜，1982年7月14日出生，2009年3月毕业于华北电力大学，现任国网辽宁省电力有限公司技能培训中心培训师，职称为工程师。

Substation communication agreement voluntarily give full data function of research and application

Zhao Hongli,Zhao Xiaoli
(its Chinese liaoning province power co.,LTD.,skills training center，121000)

With the rapid development of national economy and the gradual improvement of the people's living standard,the power supply quality and reliability are also put forward higher request,in recent years,the substation integrated automation renovation schedule smoothly,ever attended substation has been replaced with the unattended substation,in unattended substation monitoring and control system is the key to support the distance communication link,if abnormal monitoring system to work properly,can cause serious problems in the loss of transformer substation monitoring.

substation;Security mechanism;network