變電站遠動通道通信中斷常見故障原因及處理

摘 要：對遠動通道通信中斷常見的故障類型、故障主要原因進行了介紹，結(jié)合變電站自動化系統(tǒng)遠動通道運行維護實踐，總結(jié)故障排查思路及處理方法，給電網(wǎng)調(diào)度自動化新員工和專業(yè)維護人員提供一些方法和建議。

關(guān)鍵詞：遠動通道；通信中斷；故障處理

1 概述

隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷改革和飛速發(fā)展，遠動信息傳輸?shù)目煽啃砸殉蔀殡娋W(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)穩(wěn)定、準確、可靠運行的重要保證。而縣級供電企業(yè)幾乎所有變電站設(shè)備的“遙測、遙信、遙控、遙調(diào)”數(shù)據(jù)都是由遠動裝置通過遠動通道實現(xiàn)的，遠動通道作為連接主站和變電站端信息傳輸?shù)闹饕}絡(luò)，一旦發(fā)生中斷，“四遙”數(shù)據(jù)傳輸立即中止。因此，遠動通道日常運行維護、通信中斷故障分析及判斷[1-3]、快速消除故障恢復(fù)遠動通信，就宛如調(diào)度數(shù)據(jù)的生命通道，顯得極其重要。

2 遠動通道分類及相關(guān)知識

2.1 遠動系統(tǒng)

遠動系統(tǒng)通常由控制站、被控站和遠動通道三部分組成。

2.2 遠動通道

遠動通道一般分為兩種：（1）網(wǎng)絡(luò)通道，是指采用以太網(wǎng)[4]的傳輸規(guī)約，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信。使用IEC104規(guī)約。IEC104規(guī)約是專用于以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娏σ?guī)約，具有通過網(wǎng)絡(luò)連接的握手過程與I、S類幀具有幀序列號，不正確的序列號將迫使網(wǎng)絡(luò)連接中斷等重要特點。（2）模擬通道，是采用MODEM進行通信。使用兩種通信規(guī)約：CDT、IEC60870-5-101規(guī)約。CDT規(guī)約，遠動裝置向調(diào)度端不停地循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，屬于循環(huán)式規(guī)約，適用于點到點的遠動通道結(jié)構(gòu)。IEC60870-5-101規(guī)約，調(diào)度端先向站端遠動裝置發(fā)送數(shù)據(jù)請求，遠動裝置再向調(diào)度端傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)。屬于問答式規(guī)約，適用于點對點，多個點對點，多點共線，多點環(huán)形和多點星型網(wǎng)絡(luò)配置。

2.3 “Ping”原理

通過發(fā)送Internet控制信息協(xié)議[4]（ICMP）數(shù)據(jù)包測試端到端的情況，檢查ICMP數(shù)據(jù)包所通過的節(jié)點和設(shè)備是否在正常工作。也就是說通過“Ping”可向遠端主機傳送一個小數(shù)據(jù)，經(jīng)對方反饋接收，根據(jù)響應(yīng)時間和數(shù)據(jù)丟失率，判斷與對方的連接成功與否，并分析連接效果，速率如何。

2.4 常用工器具

進行遠動通道中斷故障處理時，常用到的測試工具：示波表1臺，便攜式專用測試電腦1臺，網(wǎng)線測試儀1臺，萬用表1臺，遠動通道測試儀1臺等。

3 常見故障分類、原因分析及處理方法

3.1 網(wǎng)絡(luò)通道故障的排查

3.1.1 安全防護設(shè)備檢查

在網(wǎng)絡(luò)通道上，規(guī)定部署的安全防護設(shè)備包括：（1）防火墻：發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)端口指示燈不亮?xí)r，應(yīng)關(guān)閉防火墻，看通道是否恢復(fù)。若通道能正常運行，說明防火墻故障，應(yīng)聯(lián)系廠家進行維修。（2）加密認證裝置：發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)端口指示燈不亮?xí)r，應(yīng)關(guān)閉加密認證裝置，看通道是否恢復(fù)。若通道能正常運行，說明為加密認證裝置故障，應(yīng)聯(lián)系廠家進行維修。（3）交換機：發(fā)現(xiàn)端口的指示燈不亮?xí)r，應(yīng)檢查網(wǎng)線是否插在交換機正確的端口上。交換機的每個端口固定為某個設(shè)備的端口，若接入錯誤的設(shè)備，端口會自動鎖住。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查主要包括兩個測試：網(wǎng)線測試和以太網(wǎng)測試。（1）網(wǎng)線測試，為確定裝置是否有故障，在確定接入端口無誤后，應(yīng)該使用網(wǎng)線測試儀。具體說明：把網(wǎng)線的兩頭分別接入測試器的MASTER和REMOTER的端口，在MASTER端，把開關(guān)打到ON或S位置，MASTER及REMOTER端的8個指示燈會逐一閃爍。故障分析及處理的具體操作：在網(wǎng)線直通的情況下，MASTER及REMOTER端的指示燈是一一對應(yīng)閃爍的，在交叉網(wǎng)線的情況下，REMOTER端的指示燈根據(jù)網(wǎng)線交叉的情況對應(yīng)MASTER閃爍。若在REMOTER端有某個或幾個指示燈不亮，則說明網(wǎng)線有斷開的情況，這時應(yīng)重做網(wǎng)線水晶頭。排除水晶頭故障后，若仍未通信上，則重新放一根新的網(wǎng)線。（2）以太網(wǎng)測試，在確定安全防護設(shè)備及網(wǎng)線沒有故障后，可利用手提電腦的“Ping”命令來測試調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連通性。將手提電腦的IP地址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)按遠動裝置進行設(shè)置，把遠動裝置的網(wǎng)線接入手提電腦的網(wǎng)口，在電腦上輸入Ping遠端的服務(wù)器地址。若Ping不通，可請通信運維部配合檢查調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

3.2 模擬通道通信中斷故障的排查

3.2.1 MODEM檢查

MODEM板的設(shè)置與檢查包括：MODEM設(shè)置，包括外觀，即面板設(shè)置和模塊設(shè)置。面板說明（圖1所示）。

RXD燈-接收指示燈：當(dāng)接收到調(diào)度端數(shù)據(jù)時，該燈會閃爍。TXD燈-發(fā)送指示燈：當(dāng)向調(diào)度端發(fā)送數(shù)據(jù)時，該燈會閃爍。CD燈-通道狀態(tài)指示燈：檢測通道狀態(tài)。

3.2.2 MODEM板設(shè)置

在MODEM板中通過撥碼開關(guān)來設(shè)置其中心頻率、頻偏、波特率，以滿足規(guī)約要求。常用的規(guī)約MODEM板設(shè)置（圖2所示）。

（1）IEC60870-5-101規(guī)約的MODEM設(shè)置。中心頻率：2700Hz，頻偏：150Hz，波特率：1200。在使用101規(guī)約的廠站中，RXD燈和TXD燈會交替閃爍，先是RXD燈閃爍，再是TXD燈閃爍（圖3所示）。若RXD燈閃爍，而TXD燈不閃爍，則應(yīng)檢查MODEM是否設(shè)置正確或遠動裝置是否有故障。若RXD燈不閃爍，說明遠動裝置收不到調(diào)度端的詢問，應(yīng)檢查通信通道是否正常。

（2）CDT規(guī)約的MODEM設(shè)置：中心頻率：2800Hz，頻偏：200Hz，波特率：600。在使用CDT規(guī)約的廠站中，遠動裝置正常運行時，上行通道端子變化頻率是在2730～3030Hz之間，電壓幅值在0.2～0.7V左右。若電壓及頻率超過以上范圍，甚至沒有頻率或電壓，是由于沒有發(fā)送遠動數(shù)據(jù)的原因，說明MODEM或遠動裝置有問題。若電壓、頻率都正常，則應(yīng)通知通信運維部或調(diào)度端自動化人員配合檢查。

在使用CDT規(guī)約時，正常情況下，TXD燈會不停地閃爍，RXD燈偶爾會閃爍。

3.2.3 通道測試

（1）環(huán)回法。先對裝置或通道的數(shù)據(jù)口的收發(fā)接線端子進行導(dǎo)線連接，然后調(diào)度主站或變電站遠動裝置模擬測試報文，通過觀察發(fā)出信號數(shù)據(jù)的返回系數(shù)情況來逐步分析故障。如圖4、圖5所示。

具體操作過程：將遠動裝置端子的“兩收”、“兩發(fā)”收發(fā)同時短接，用自環(huán)法測試遠動通訊裝置是否完好。若不正常，則可能是通信電路芯片損壞。若遠動裝置正常，則甩開遠動裝置與MODEM之間的連接線，將通信裝置的“收”、“發(fā)”短接做“自發(fā)自收”測試，檢查通道是否正常。把上下行通道直接聯(lián)通，使通信通道形成一個環(huán)路，調(diào)度端通過觀察發(fā)送和接收的報文是否一致來判斷通道是否正常。在不同設(shè)備端子上的環(huán)回，能檢測出端子的故障點。

（2）排除法。運用環(huán)回法確定遠動裝置及通信通道正常運行后，可用排除法確定其他故障點。故障情況：a.調(diào)度可以收到總控單元上傳的信息，但不能執(zhí)行遙控命令。分析及處理：廠站地址和目標(biāo)地址不對應(yīng)，具體從原碼分析可知。電平不對應(yīng)。正常時上行、下行電平相差不多?？梢詮耐ㄓ嵮b置上調(diào)電平，使兩側(cè)電平均接近0。調(diào)度軟件等待時間太短，可從調(diào)度將等待時間改動為正常。b.通信時通時斷。分析如下：通信線連接不牢靠，通信電路芯片或相應(yīng)接地管腳未接地，說明通道設(shè)備有故障。

4 易犯錯誤和異常處理

（1）在進行安全防護設(shè)備檢查時，只是簡單地看一下電源燈的狀態(tài)，以此來判斷通道是否完好。正確做法：除觀察電源燈外，還要觀察端口的指示燈狀態(tài)。（2）通中調(diào)的通信中斷，用環(huán)回法進行通道測試時，將地調(diào)“兩收”，“兩發(fā)”接口進行自環(huán)。正確的做法：將中調(diào)“兩收”，“兩發(fā)”接口進行自環(huán)。（3）在以太網(wǎng)測試時，用便攜式專用測試電腦直接把遠動裝置的網(wǎng)線接入手提電腦的網(wǎng)口，在電腦上輸入Ping遠端的服務(wù)。正確的做法：先將手提電腦的IP地址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)按遠東裝置進行設(shè)置，再輸入Ping遠端的服務(wù)器地址。（4）異常：處理通信中斷故障之后，廠站通訊恢復(fù)正常，但廠站數(shù)據(jù)不刷新。處理方法：重啟遠動裝置，讓程序重讀一遍即可。

5 結(jié)束語

遠動通道是子站端與主站端連接的紐帶，保證遠動通道的質(zhì)量，有效地對遠動通道進行檢測，加快遠動通道故障處理的速度，是保證遠動系統(tǒng)安全、可靠運行的重要手段之一。因此，利用上述工作思路和方法，及時地對變電站遠動通道通信中斷故障進行處理，是為變電站遠動信息的可靠傳輸及電網(wǎng)一、二次設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控和調(diào)度操作打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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[4]謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)（第四版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

作者簡介：袁波（1986-），男，本科，助理工程師，主要從事通信及自動化設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)試、檢修和運維工作。