电力系统综合自动系统通信故障的处理方法

电力系统综合自动系统通信故障的处理方法摘要：变电站综合自动化系统是保证电力系统安全、稳定运行的重要组成部分，通信故障是综自系统中常见故障，文章通过总结工作中出现的各类通信故障，提出故障查找和处理方法，并提出快速解决综自系统通信故障和提高综自系统通信稳定性的建议。关键词：综合；自动化系统；通信故障；故障处理随着电网自动化程度的提高，综合自动化接入的信号由原来简单的遥信、遥测、摇控、遥调等四遥信号发展到微机保护、直流系统、绝缘系统、消防系统、防误五防等各类自动装置。自动化系统和其他相关设备的通信手段也越来越多样化了。从原来的RS-232、RS-485，RS-422到CAN网、FF等各种现场总线，以及采用局域网技术的CSMA/CD以太网协议。采用的通信介质有普通通信电缆、五类线、屏蔽电缆、现场总线专用的电缆，普通电缆、同轴电缆、光缆等。由于通信方式的多样化和复杂性的不断增长，通信出现故障的概率也越来越高。因为通信故障而造成的自动化故障也经常出现，而自动化系统的可靠性关系到变电站的实时正确运行。通信问题可分为硬件问题和软件问题。硬件常见的问题有电源工作电压问题、电磁干扰问题、接口接触不良问题、匹配电阻问题。软件问题有规约不匹配、网络驱动问题、网络配置问题、地址设置问题等。电源问题在通信故障中较常见，却又比较难以发现和定位。经过多年的运行，开关电源的电容由于长期运行发生老化，带载能力下降。工作中检查电源板电压其下载幅度并不大，往往保护还能正常运行，并没有什么告警信号。而其通信模块驱动由于对工作电压比较敏感，常报保护通信故障。在实践中，如果系统已经运行过了五年以上，而检查又没有别的配置的问题，查电源如果输出比较小，则可能就是电源故障问题，建议更换新电源。自动化所连接的设备大多位于高压变电站，有些还处于开关场，现场的电磁条件恶劣，平时就受到了高压电场的影响。如果事故时还会受到开关跳闸开断故障电流产生的电磁涌流。如果是装置本身设计问题，或者通信的屏蔽接地不好的话。很可能造成短时通信故障，而这时丢失的数据又往往是重要的数据，所以从设计到施工安装维护都要注意抗电磁干扰问题。网络出现中断，很多时候问题是接触不良，如RJ-45头没做好，网卡没插好，同轴电缆头未焊接好，通信线未拧紧。工作中曾经有一个综自监控站，通过调度数据网与调度主站连接，但是经常发生误码多和通信中断现象。检查网络普通的PING命令返回又正常，但是PING长包时又出现丢包问题，并出现时断时续问题。经分段检查，发现路由器到通信光端机的同轴电缆头有虚焊现象，将其重新焊接后，再重新测试网络，PING长包应答正常。这类故障处理起来比较麻烦，故障定位要耗费大量人力，并且还要多班组协调解决。所以平时工作中，应当注意这类细节，在施工的时候要加强工艺，从源头上控制此类问题的出现。终端匹配电阻是RS-422总线、RS-485总线还有很多现场总线所必备的，它能起吸收反射波的作用，减少通信干扰的作用。虽然在总线较短的情况下，没有终端匹配电阻，通信还能正常，但是一旦由于变电站改扩建，该总线上所挂设备数量增长，总线长度的延长，就会造成某些节点的由于反射干扰严重，出现严重的丢包，甚至通信完全中断。实践中，曾有一个综自站，有一条总线上有几个节点显示通信正常，而遥测数据又经常跳变。现场的测控模块也显示通信正常，装置上数据正常。查该总线最后一个模块的终端匹配电阻未使用，将其跳线跳上后，数据恢复正常。所以在变电站自动化中，任何总线接法一定要合理，要采用串联方式，不能够有任何并联分支，并且在总线的首尾两个节点加上终端匹配电阻，所采用的匹配电阻要符合总线要求，避免产生反射干扰。上面简单说明了硬件通信故障常见的一些故障及其处理方法，工作中还有出现各种通信端接设备故障如：交换机、集线器、光电转换器等故障引起的通信中断，由于其故障容易发现和定位，排除方法比较简单，这里就不加以论述了。软件故障也是造成通信中断的重要因素。其常见的有规约不匹配、网络驱动问题、网络配置问题、地址设置问题，处理方法各异。网络配置问题，在进行网络规划的时候要注意网络的负载，特别是总线型的网络，由于现有的综自系统多采用分布分散式结构，系统正常运行的时候，通信正常。而当电力系统发生故障的时候，这个时候大量节点有报文要求上传，容易造成了网络堵塞。发生丢包现象和整个网络瘫痪问题。装置地址问题，对各个节点的网络地址和子网掩码要正确设置。一般情况对于装置网络地址，由于其关系到整个系统数据正确性问题，包括遥控，工作中都比较重视，而子网掩码相对比较容易疏忽，特别有些厂站IP划分不是采用国际标准的A类、B类、C类地址，这样默认的子网掩码就不是实际上的应用的子网掩码。因为现有的自动化系统采用的通信方式子站是采用广播报文向后台主机和远动主机上送数据，如果节点同后台主机或者远动主机所设的子网掩码不同，而节点上传的广播报文被后台主机或远动主机当成无用的报文而丢弃，从而造成网络通信中断问题。软件故障引起的通信故障还有可能是由于软故障造成的，现有的综合自动化系统功能越来越强，其软件的复杂度也越来越高，加上每天都有大量的实时数据要处理和处于高压变电站这种强电磁场影响，软件出现走死的现象是很难避免。如果看门狗程序未检测到，则会发生通信故障。这个时候只需要对相应模块进行重启即可。软故障一般重启就可以解决问题，但如果某程序经常出现故障的话就要考虑是否程序中的存在BUG还是硬件问题，要对装置进行相应的检查。如果故障集中出现在某个装置，则硬件问题可能性大，如果出现故障的装置比较随机，则软件故障比较大。上面讲述了笔者在工作中对综合自动化系统通信故障问题的一些总结。在实际工作中，如果是在安装调试阶段或者装置重装，出现软件问题可能性比较大。如果是正常运行后出现故障，则硬件问题的可能性比较大。排查故障，要注重故障现象，对其进行分析，确定故障点，再进行处理。最后对变电站综合自动化的通信方式和介质选用谈一些自己的看法，因为这些因素往往决定了设备的可靠性，对减少通信故障有很大关系。变电站综合自动化系统由于其涉及到的设备和方面越来越广，需要处理的信息量越来越多，又要负责事故时大量的突发报文的传输。对通信容量的冗余度要大，建议采用以太网通信规约或现场总线。传输介质要尽量采用光纤，以减少电磁干扰。如采用双绞线，要使用屏蔽线，如六类线，或者屏蔽双绞线。如现场总线有推荐使用的线材，应采用其推荐的线材。只有从自动化站内通信系统的选型、网络规划设计以及施工能各方面加强控制，才能有效的减少通信故障出现的概率，减少维护工作量。使变电站综合自动化运行的更加可靠。参考文献：[1]朱松林.变电站计算机监控系统及其应用[M].北京：中国电力出版社，2008.[2]王远璋，张全元.变电站综合自动化现场技术与运行维护[M].北京：中国电力出版社，2004.[3]徐辉明.浅析变电站综合自动化系统存在的问题[J].黑龙江科技信息，2008，（4）：43-45.