智能变电站常见二次问题分析与处理

张燕，徐长鸿

（国网湖南省电力公司益阳供电分公司，湖南益阳413000)

智能变电站常见二次问题分析与处理

张燕，徐长鸿

（国网湖南省电力公司益阳供电分公司，湖南益阳413000)

分析了智能变电站运行中出现的数据链路中断、采样异常、通信异常几种常见二次故障原因和研究了解决方案，并应用到几起智能变电站二次故障处理中，为智能变电站检修起到借鉴作用。

数据链路中断；采样异常；通讯异常

随着智能变电站的不断建设投运，一些问题在运行过程中也逐渐暴露出来〔1〕。智能变电站与传统变电站相比变化最大的是二次设备，在检修过程中容易遇到二次故障有:数据链路中断、采样偏差、状态量无效、遥控遥信遥测无法上传、保护跳合闸命令无法执行等，这种问题在传统的二次检修中没有遇见的，对二次检修工作提出了新的挑战。

1 数据链路中断的分析与处理

1.1 故障现象

装置面板告警，同时向后台发送数据链路中断等告警信号。

1.2 故障原因

1)物理链路不通。一般是由于装置光口损坏、光纤损坏、光交换机问题引起；物理链路彻底不通，可通过查看光口对应指示灯闪烁情况进行初步判断链路情况，也有少数情况是由于光通道衰耗过大导致。

2)配置问题，一般很少出现在已投运变电站。装置配置出错引起，导致发送方或订阅错误使得两侧无法通信。

1.3 故障处理

1)物理链路不通。可通过红光笔查找故障点，也可以用光数字万用表抓包检测心跳报文的方法从出现告警的装置逐级排查装置、光纤、光交换机等二次设备。

2)配置问题。如果是发送方或是订阅错误，可通过光数字万用表在接收端捕捉报文如无法订阅报文可向上一级查找，如果报文与订阅不一致则检查发送配置，如果一致则向接收方模拟发送并检查SCD〔2〕配置和装置端口配置，排查错误。

2 采样问题分析与处理

2.1 故障现象

采样偏差过大，无采样值或装置告警发TV断线、TA断线采样告警信息等。

2.2 故障原因

保护装置本身没采到模拟量，SV通道不通或装置配置出错，通道延时不符合要求〔3〕。

2.3 故障处理

当无数字采样时，首先在汇控柜检查采样异常二次回路模拟量是否正常，再检查合并单元背板输入是否确实有输入；如果是通道问题可通过查看装置显示或用光数字万用表抓包的方法从最上一级合并单元检查采样值是否正确，逐级排查找到故障点；当模拟量平衡而数字采样不平衡，一般是由于二次电缆接线松动引起，关键在找到松动的电缆芯线。

3 信号传输无效

3.1 故障现象

信号无法传输到后台，遥信、遥测无数据或数据不刷新，后台与实际信号不一致。

3.2 故障原因

信号传输出错的原因很多，如智能终端外部回路接错，插件异常，配置错误等。

3.3 故障处理

在运行中如果是某个信号异常，首先排除外部电缆回路接线错误，可用常规方法处理。如果是某个间隔所有信号异常可采取同数据链路故障处理相同的方法排查。如果排查出是二次装置原因，建议先重新启机，如果问题依然存在在用根据异常的信号类型找到相关光口，光口问题可更换备用光口，插件问题可更换相关插件。

4 智能变二次回路故障分析

4.1 故障一

2016年3月4日0时14分，220 kV某智能变电站110 kV洢海线522保护装置间续性发“GOOSE＿1A网断链告警”，检查发现故障原因为110 kV母线保护屏的110 kV中心交换机光口损坏。经更换备用光口后告警消失，装置恢复正常运行。

4.1.1 故障现象

522保护装置洢海线522保护装置发 “GOOSE＿1A网链路中断告警”，后台机显示 “522保护装置GOOSE中断告警”、“522智能终端过程层网络异常”、“522洢海线GOOSE＿1A网110 kV母线保护链路中断”等告警信息。

4.1.2 故障原因分析

522间隔组网及直跳光纤链路如图1所示。

图1 522间隔光纤链路

洢海线522保护装置所发出的保护跳闸、重合闸等GOOSE命令都通过光纤由522保护装置直接上光配线架，再传至室外汇控柜内光配线架，入522智能终端〔3〕。

保护装置、智能终端组网GOOSE报文通过光纤传输至522过程层交换机再汇入110 kV中心交换机，110 kV母差保护组网的GOOSE报文也需通过110 kV中心交换机传输至各个间隔交换机。

因为直跳部分GOOSE断链不会报 “母线保护链路中断”，由后台报文 “522智能终端过程层网络异常”、“522洢海线GOOSE＿1A网110 kV母线保护链路中断”判断故障链路应该在过程层组网部分。

4.1.3 故障处理

采取逐段排查链路的方法用光功率计对可能故障光纤链路进行排查。

1)由于后台告警报文 “522智能终端过程层网络异常”、“522洢海线GOOSE＿1A网110 kV母线保护链路中断”，首先排查与智能终端及母线保护都有联系的522过程层交换机部分:522保护装置—522过程层交换机—光配线架。采用光功率计检查所收光功率情况，检查发现链路正常。

2)再次排查室外汇控柜至522保护屏部分: 522过程层交换机—522光纤配线架—522智能终端，检查发现链路正常。

3)由于母线保护屏内装置涉及间隔较多，为减小风险最后排查:522过程层交换机—110 kV中心交换机—110 kV母线保护装置。检查发现链路异常，用光功率计测得110 kV母线保护中心交换机T口发出功率为－30 dBm，而测得正常情况测得装置发出850 nm波长，光功率为－15 dBm左右。

根据排查情况:110 kV中心交换机(型号为NARI EP56028E)光口发出功率为－30 dBm小于光接收器灵敏度要求〔4〕，导致522保护装置至110 kV母线保护GOOSE链路时断时续，引起保护发 “洢海线522GOOSE1＿A网链路中断”。通过咨询厂家，在中心交换机找一对备用光口，更换至备用光口后，告警消失，保护设备恢复正常，后台告警消失。

4.2 故障二

2016年2月26日12时02分，110 kV某智能变电站，110 kV桃童线506，110 kV母线保护装置频发 “TV断线”告警，经过检查发现为5×14智能汇控柜内5×14合并单元装置背板N线接线松动，经紧固后恢复正常电压，TV断线告警消失。

4.2.1 故障现象

1)506保护装置、110 kV母线保护装置报“TV断线”Ⅱ母电压A相低于正常相约8 V。

2)500，502，504，506，1号变A套保护装置均显示Ⅱ母保护的A相电压比其他两相偏低8 V左右。

4.2.2 故障原因

1)根据装置说明书〔5〕当母线三相电压矢量和大于8 V且没有启动元件动作，1.25 s后报 “PT断线”。而110 kV母线保护及506线路保护都发TV断线告警，说明应为合并单元采得的保护电压模拟量出现了不平衡。

2)各间隔汇控柜内的合并单元均显示Ⅱ母A相电压偏低，说明各间隔汇控柜合并单元采样应无问题，故障点应该其上一级即TV汇控柜内。

3)根据现场检查情况:5×14合并单元采集Ⅰ母、Ⅱ母电压模拟量，为506，502，504，500合并单元、510A套保护合并单元提供电压数字量。因此5×14汇控柜出问题可能性最大。

4.2.3 故障处理

1)现场在5×14汇控柜内检查Ⅰ，Ⅱ母电压空开下端头电压均正常，三相电压平衡，说明源头处的模拟电压无问题。

2)进一步检查发现5×14合并单元背板电压输入N线松动。

3)紧固背板端子螺丝，电压恢复正常、TV断线告警消失。

4.3 故障三

2016年11月29日110 kV某智能变电站510智能终端(型号:许继DBU－814)网络异常，与主机无法通讯。510断路器及相关刀闸位置信号、机构箱弹簧未储能等信号无法发出，遥控无法执行。

4.3.1 故障现象

510间隔后台信息无刷新，510智能终端装置面板出现网络异常告警，网络通信光纤对应信号灯不闪烁。

4.3.2 故障原因

510智能终端网络扩展插件光口损坏是故障的主要原因。

4.3.3 故障处理

1)重启510智能终端，故障依然存在；

2)在网络扩展插件处找到异常光口，更换了备用光纤接口，更改配置后恢复正常，并与监控进行遥控试验及相关信号核对无误。

5 总结

智能变电站作为一种新型变电站，二次回路大量采用光纤代替传统电缆作为通信介质。由于光纤，光接口、光交换机等的传输介质数量庞大，在长期运行后难免发生故障。

由于智能变电站保护跳合闸信号均为GOOSE报文发送，保护的直采直跳GOOSE链路相当于常规站的跳合闸回路，一旦发生链路异常告警必须及时处理。

遇到类似智能变二次故障消缺，应带好相关检测仪器，如电站光功率计、红光笔、光数字万用表等，切忌盲目排查，多与厂家联系，注意认真细致的查看后台机，网络分析仪，判断故障可能点，尤其是链路中断故障应分清处于直跳链路还是组网链路，这样有利于在最短的时间内找出故障点，排除故障，减少保护拒动的风险。

〔1〕国家电网公司.智能变电站继电保护检验规程:Q/ GDW1809—2012.〔S〕.北京:中国电力出版社，2014.

〔2〕王天锷.智能变电站二次系统调试技术 〔M〕.北京:中国电力出版社，2013:62.

〔3〕刘振亚.智能电网知识问答 〔M〕.北京:中国电力出版社，2010:72.

〔4〕陈宏.智能变电站培训教材 〔M〕.北京:中国电力出版社，2010:109.

〔5〕国电南京自动化股份有限公司.SGB—750母线保护装置说明书 〔Z〕.2010.

Analysis and Treatment of Secondary Circuit Faults in Intelligent Substation

ZHANG Yan，XU Changhong
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Yiyang Power Supply Company，Yiyang 413000，China)

This paper analyzes several common secondary faults in intelligent substation，analyzes the causes and summarizes some solutions.It takes several intelligent substation secondary failures an examples to carry on the analysis.Which give references for intelligent substation maintenance.

data link interrupt；sampling error；communication error

TM63

B

1008-0198(2017)04-0034-03

张燕(1986)，女，湖北鄂州人，工程师，硕士，主要从事变电站继电保护及自动化调试工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.04.010

2017-07-06 改回日期:2017-07-12