黃文靜 叢培杰

（廣州供電局，廣東 廣州 510180）

變電站交換機(jī)常見(jiàn)故障及解決方法

黃文靜 叢培杰

（廣州供電局，廣東 廣州 510180）

交換機(jī)在日常的維護(hù)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，以保證變電站內(nèi)裝置的正常通訊，滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、可靠性的要求。文章針對(duì)變電站內(nèi)交換機(jī)使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題提出解決的方法。

變電站；綜合自動(dòng)化；交換機(jī)；級(jí)聯(lián)

通訊技術(shù)是實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，近年來(lái)以太網(wǎng)大量使用在變電站中，展示了其優(yōu)越的性能，大量的相關(guān)技術(shù)以及軟件硬件支持使得變電站通訊的前景越來(lái)越廣闊。

1 變電站站內(nèi)裝置通訊結(jié)構(gòu)圖

交換機(jī)工作于數(shù)據(jù)鏈路層，廣義上的交換機(jī)就是一種在通訊系統(tǒng)中完成信息交換功能的一種設(shè)備。圖1是一個(gè)典型的110kV變電站的網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)圖，假設(shè)站內(nèi)的設(shè)備完全通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行通訊。從圖中我們可以看到10kV高壓室按照每個(gè)高壓室12臺(tái)保護(hù)裝置來(lái)計(jì)算，那么三個(gè)高壓室就一共有36臺(tái)以太網(wǎng)通訊裝置，則A、B網(wǎng)各需要兩臺(tái)交換機(jī)（每臺(tái)交換機(jī)各有24個(gè)電口）。此外，與主控室進(jìn)行級(jí)聯(lián)用的交換機(jī)還需要有一對(duì)光口。主控室三臺(tái)110kV主變保護(hù)（差動(dòng)保護(hù) 、本體保護(hù) 、后備保護(hù)）和測(cè)控裝置以及后臺(tái)機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)、保信子站這些主要設(shè)備，加之一些附屬設(shè)備，例如錄波器、UPS、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)等設(shè)備全部都要通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，則主控室內(nèi)A、B網(wǎng)也各需要兩臺(tái)交換機(jī)。由此我們可以看出，僅僅一個(gè)110kV變電站站內(nèi)就需要8臺(tái)交換機(jī)，那么220kV、500kV變電站所需要的交換機(jī)也就更加多了。

圖1 110KV變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

從圖1中我們還可以看出，交換機(jī)在整個(gè)變電站的通訊中起到了承上啟下的關(guān)鍵作用，無(wú)論是當(dāng)?shù)睾笈_(tái)機(jī)還是遠(yuǎn)方調(diào)度主站，要想了解到變電站的各種信息，就必須通過(guò)交換機(jī)。雖然變電站內(nèi)針對(duì)交換機(jī)通訊已經(jīng)做了 A、B網(wǎng)的冗余設(shè)計(jì)，防止由于交換機(jī)的故障而導(dǎo)致通訊中斷，但在日常工作中，我們還是發(fā)現(xiàn)了不少時(shí)候某一部分交換機(jī)故障，從而導(dǎo)致了很多裝置的A、B網(wǎng)通訊完全中斷。

2 常見(jiàn)故障急解決方法

2.1 交換機(jī)外部接入電源要正確

通常交換機(jī)上都清楚的注明了交換機(jī)適用的電壓等級(jí)，安裝時(shí)一定要看清楚。110V的交換機(jī)接入220V電源，接入電源后就會(huì)將交換機(jī)的電源部分燒壞；220V的交換機(jī)接入110V電源，接入電源后交換機(jī)可以使用一段時(shí)間，但是在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)通訊中斷和數(shù)據(jù)丟包的現(xiàn)象。另外還要看清楚是交流（AC）還是直流（DC），早期的交換機(jī)基本上都是用的交流電源，經(jīng)常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況，從而導(dǎo)致交換機(jī)的電源部件經(jīng)常損壞。現(xiàn)在隨著變電站設(shè)計(jì)的規(guī)范化，交換機(jī)電源都要求接入直流電源，以保證交換機(jī)電源的穩(wěn)定。

2.2 保證接入交換機(jī)的網(wǎng)線正確

在敷設(shè)網(wǎng)線的時(shí)候，一定要在網(wǎng)線上標(biāo)注清楚起點(diǎn)和終點(diǎn)。變電站自動(dòng)化程度越來(lái)越高，保護(hù)裝置眾多，都要接入交換機(jī)，因此需要敷設(shè)大量的網(wǎng)線，尤其在新建變電站中，如果不標(biāo)注清楚網(wǎng)線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，很容易將網(wǎng)線接錯(cuò)，從而導(dǎo)致A網(wǎng)和B網(wǎng)之間有交叉，影響正常的通訊。如果標(biāo)識(shí)不清楚，在日后的缺陷查找過(guò)程中會(huì)造成很多麻煩，有時(shí)候會(huì)因?yàn)榘五e(cuò)網(wǎng)線影響其它裝置的通訊。圖2就是廣州供電局目前實(shí)行的網(wǎng)線標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 網(wǎng)線走向標(biāo)識(shí)

2.3 保證交換機(jī)光電轉(zhuǎn)換盒的正常運(yùn)行

這一點(diǎn)主要是針對(duì)早期設(shè)計(jì)的變電站，那時(shí)帶光口的交換機(jī)還未廣泛的應(yīng)用于變電站，而高壓室與主控室的交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)由于要走電纜豎井，且距離較長(zhǎng)，就不能直接用網(wǎng)線通訊，必須敷設(shè)光纜，因而在交換機(jī)和光纜之間就需要光電轉(zhuǎn)換盒，進(jìn)行光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，其物理連接方式如圖3所示。光電轉(zhuǎn)換盒的故障比較難以發(fā)覺(jué)，需要專用的光測(cè)試儀來(lái)測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度，通常光電轉(zhuǎn)換盒出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)時(shí)通時(shí)斷。更換的時(shí)候要注意，兩端的光電轉(zhuǎn)換盒要換成同一廠家，同一參數(shù)的，否則還是會(huì)導(dǎo)致通訊不正常。有條件的情況下，建議更換成帶光口的交換機(jī)，減少了中間環(huán)節(jié)，也減少了出現(xiàn)問(wèn)題的幾率。

對(duì)于帶光口的交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換盒，都要保證光口和尾纖的清潔，否則也可能造成通訊不暢。

圖3 帶有光電轉(zhuǎn)換盒的交換機(jī)接線方式

2.4 同一網(wǎng)段交換機(jī)的級(jí)聯(lián)線要正確

同網(wǎng)段交換機(jī)間一般是通過(guò)普通用戶端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)，有些交換機(jī)則提供了專門(mén)的級(jí)聯(lián)端口(Uplink Port)。這兩種端口的區(qū)別僅僅在于普通端口符合MDI標(biāo)準(zhǔn)，而級(jí)聯(lián)端口(或稱上行口)符合 MDIX標(biāo)準(zhǔn)。由此導(dǎo)致了兩種方式下接線方式不同。當(dāng)兩臺(tái)交換機(jī)都通過(guò)普通端口級(jí)聯(lián)時(shí)，端口間電纜采用交叉電纜(Crossover Cable)；當(dāng)且僅當(dāng)其中一臺(tái)通過(guò)級(jí)聯(lián)端口時(shí)，采用直通電纜(Straight Throurh Cable)。用交換機(jī)進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：原則上任何廠家、任何型號(hào)的以太網(wǎng)交換機(jī)均可相互進(jìn)行級(jí)聯(lián)，但也不排除一些特殊情況下兩臺(tái)交換機(jī)無(wú)法進(jìn)行級(jí)聯(lián)，尤其是生產(chǎn)年份較早的交換機(jī)，一般都是只能通過(guò)專用的級(jí)聯(lián)口才能進(jìn)行級(jí)聯(lián)；目前生產(chǎn)的交換機(jī)端口都具備了自適應(yīng)能力，兩臺(tái)交換機(jī)普通端口都可以通過(guò)直連線進(jìn)行級(jí)聯(lián)。但要注意的是交換機(jī)間級(jí)聯(lián)的層數(shù)是有一定限度的，成功實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)的最根本原則，就是任意兩節(jié)點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)媒體段的最大跨度。多臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)保證它們都支持生成樹(shù)(Spanning-Tree）協(xié)議，既要防止網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)路，又要允許冗余鏈路存在。

2.5 交換機(jī)的負(fù)載不能太重

在變電站規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮此問(wèn)題，每臺(tái)交換機(jī)上盡量不要接滿負(fù)載，最好平均分配到每臺(tái)交換機(jī)。在日常工作中我們發(fā)現(xiàn)，接滿負(fù)載的交換機(jī)發(fā)熱比較嚴(yán)重，進(jìn)而縮短了使用壽命，且數(shù)據(jù)延時(shí)也稍微長(zhǎng)一點(diǎn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著變電站自動(dòng)化程度越來(lái)越高，尤其是數(shù)字化智能變電站的逐步推廣，綜合自動(dòng)化要求的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、可靠性程度也越來(lái)越高，而我們?nèi)粘＞S護(hù)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，交換機(jī)部分出現(xiàn)的問(wèn)題還是比較多的，是變電站內(nèi)通訊部分出現(xiàn)問(wèn)題最多的部位。目前很多地方都已經(jīng)使用了AVC，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)性已經(jīng)影響到了AVC的動(dòng)作策略，所以隨著時(shí)間的推移，交換機(jī)的維護(hù)和管理勢(shì)必得到越來(lái)越多的重視。

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TM76

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1008-1151(2011)08-0130-02

2011-04-26

黃文靜（1980－），女，廣州供電局助理工程師，從事繼電保護(hù)和自動(dòng)化方面的工作；叢培杰（1980－），男，廣州供電局工程師，從事繼電保護(hù)和自動(dòng)化方面的工作。