大連供電公司　唐宏丹 王旭 楊福有 周圍

應(yīng)用IEC101/104報文快速排查變電站通信故障

大連供電公司唐宏丹 王旭 楊福有 周圍

針對七賢嶺66kV變電站改造工程調(diào)試期間出現(xiàn)的各種遠(yuǎn)動通信故障，提出了通過解讀IEC101、IEC104報文來快速排查故障的方法。文章列舉了一些實際故障案例，通過解析報文，能排查故障范圍，確定故障性質(zhì)，快速準(zhǔn)確地排查出故障，保證改造工程的順利進(jìn)行。

通信故障IEC101IEC104

0　引言

隨著綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用與推廣，IEC60870-101規(guī)約在大連地區(qū)的變電站應(yīng)用越來越普及，近幾年改造的原有繼電器式、集中式遠(yuǎn)動系統(tǒng)基本都采用了分層分布式的監(jiān)控系統(tǒng)，通過2M數(shù)字通道與主站通信。伴隨著調(diào)度三級數(shù)據(jù)網(wǎng)的完善，66kV變電站也具備了網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的可能，由于104規(guī)約的錯誤重傳機(jī)制使得其比101規(guī)約更加可靠，在大連電網(wǎng)的應(yīng)用越來越多。在改造調(diào)試的過程中，由于停電時間短，工期較緊，需要我們在盡可能短的時間內(nèi)調(diào)試驗收完畢，而IEC101/104規(guī)約配置靈活，自由度較高，各廠家對規(guī)約的解釋執(zhí)行也不盡相同，這就需要熟悉規(guī)約適用的物理接線及通信原理。本文通過幾個實例，介紹了通過觀察101/104報文實現(xiàn)快速排查物理接線及參數(shù)配置方面的錯誤。

1　故障現(xiàn)象

1）該站與地調(diào)主站采用數(shù)字通道2Mbit/s進(jìn)行通信，當(dāng)物理接線都連接好后，發(fā)現(xiàn)ISA301D通信機(jī)接收不到主站下發(fā)的“10 69 01 6A 16 ”召喚鏈路的報文，采用逐段排除法，把SW7232 E1轉(zhuǎn)換器的波輪開關(guān)8撥到“on”的位置，可以在E1轉(zhuǎn)換器的前面板看到TD燈快速閃，主站側(cè)查看報文10 69 01 6A 16環(huán)回成功，由此證明，主站到E1轉(zhuǎn)換器的2M通道完好，再短接端子排上面的串口通信232線TD/RD，主站側(cè)無法看到環(huán)回報文，最后發(fā)現(xiàn)是由于有2臺E1轉(zhuǎn)換器，它們的25針串口線正好顛倒了，在端子排實際短接的是另一臺E1的TD/RD，所以不能環(huán)回。把該串口線顛倒后，主站能收到環(huán)回報文。

2）按照《遼寧電網(wǎng)典型監(jiān)控點表》做好遙信、遙測、遙控點表，與主站設(shè)置相同的波特率，確定好廠站側(cè)地址及數(shù)據(jù)傳輸類型，下裝至ISA301D后進(jìn)行調(diào)試，廠站側(cè)E1轉(zhuǎn)換器的TD/RD閃爍正常，主站未收到變化遙測的報文，但在前置機(jī)RECEIVE到了奇怪的2字節(jié)報文，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是廠站側(cè)2臺ISA301D通信機(jī)的101規(guī)約沒有設(shè)置偶校驗，導(dǎo)致回復(fù)的報文直接被主站當(dāng)做錯誤報文過濾掉了。在廠站側(cè)通信機(jī)上面修改了“偶校驗”后，主站側(cè)觀察報文正常。

3）遙控功能調(diào)試之前，在廠站側(cè)做好防止誤操作的安全措施，工作票上面明確要求退出運行間隔的“遙控壓板”，在做10kV101間隔開關(guān)遙控時，返校不成功，查看報文如下

SEND：68 09 09 68 53 01 2e 01 06 01 01 60 02 ed 1

RECV:10 a0 01 a1 16

SEND：10 7a 01 7b 16

RECV: 68 09 09 68 80 01 2e 01 47 01 01 60 02 5b 16

發(fā)現(xiàn)回給主站的報文傳輸原因是47“未知的信息對象地址”而不是07“激活確認(rèn)”，這種情況一般是信息體地址相差較大引起的，查看廠站側(cè)的101配置參數(shù)，原來是起始地址設(shè)為了0b01H，而主站側(cè)設(shè)為6001H，更改參數(shù)后，遙控返校正確，但是101開關(guān)并沒有合閘，在101測控裝置上也沒有看到遙控記錄，但是在102間隔看到了遙控選擇和執(zhí)行記錄，由于該間隔遙控壓板是退出狀態(tài)，所以沒能合閘。這是由于遙控雙方遙控起始點號約定不一致造成的。一般主站側(cè)遙控點表從0開始，而廠站側(cè)遙控點從1開始。把廠站側(cè)的遙控表第一點增加一條空記錄后遙控正常。所以在進(jìn)行遙控功能調(diào)試時，如果遙控選擇的返校不成功，首先應(yīng)確認(rèn)廠站側(cè)二次回路沒有問題，遙控壓板投入正確。IEC101規(guī)約有單點遙控和雙點遙控兩種選擇，在參數(shù)設(shè)置時遙控雙方應(yīng)保持一致，大連電網(wǎng)調(diào)度自動化通常選擇雙點遙控。

4）在數(shù)據(jù)專網(wǎng)屏內(nèi)把2臺路由器、2臺交換機(jī)正確連接，根據(jù)分配的loopback地址、互聯(lián)地址和管理地址配置路由器和交換機(jī)，把2臺通信管理機(jī)到數(shù)據(jù)專網(wǎng)屏的交換機(jī)的網(wǎng)線連接好，開始調(diào)試IEC104規(guī)約。連接示意圖如下圖所示。

主站側(cè)104規(guī)約前置有2臺服務(wù)器，其中一臺做主服務(wù)器時，104規(guī)約報文正常，但是另一臺做主服務(wù)器時，該站的104通信中斷。在數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)上通過筆記本ping網(wǎng)關(guān)正常，但是只能ping到主站一臺服務(wù)器，這種情況會造成主站2臺服務(wù)器切換時，與該站的IEC104通信中斷。分別查看主站、廠站的規(guī)約配置，是廠站側(cè)通信機(jī)的104規(guī)約“是否設(shè)置主備”沒勾選。選中該項后，ping報文到主站主備服務(wù)器正常。所以在通信機(jī)的104配置文件中，應(yīng)確保添加了所有主站104前置服務(wù)器的IP，并且主備關(guān)系確定好。

圖　數(shù)據(jù)專網(wǎng)屏內(nèi)設(shè)備的連接示意圖

IEC104實際就是IEC101規(guī)約的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在101規(guī)約里面需要注意的問題在104里面同樣適用，但是也有一些不同，如104規(guī)約的通信雙方需約定傳輸原因是3個字節(jié)還是2個字節(jié)，平衡式傳輸方式下廠站側(cè)作為服務(wù)器，多長時間響應(yīng)主站的總召命令，根據(jù)站內(nèi)遙信、遙測的信息量，確定好遙測死區(qū)的范圍，保證既不因死區(qū)過大而長時間主站數(shù)據(jù)不刷新，也不因死區(qū)過小而大量數(shù)據(jù)上傳主站造成數(shù)據(jù)擁塞。

5）該站改造工程快結(jié)束時，已經(jīng)有IEC101/104 2路通道向集控主站傳輸數(shù)據(jù)，主站在比較雙源數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)10kV103間隔的開關(guān)遙信位置不一致，其中104通道上傳的遙信數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實際不符。廠站側(cè)在后臺機(jī)觀察103間隔開關(guān)位置正確，實際分合開關(guān)時，后臺機(jī)103開關(guān)也隨著變位，但是104報文觀察該間隔遙信數(shù)據(jù)一直是0。在ISA301D遠(yuǎn)動通信管理機(jī)上面查看報文，當(dāng)時是第二臺通信管理機(jī)通過IEC104與主站通信，而第一臺通信管理機(jī)用IEC101與主站通信。該站與主站的通信機(jī)制是2臺通信機(jī)，那一臺先建立鏈路連接哪一臺做主，所以在IEC104規(guī)約通道上面，是第二臺通信機(jī)做主；而101規(guī)約通道上面，是第一臺做主，2臺通信機(jī)分別在站內(nèi)的A/B網(wǎng)。當(dāng)時103間隔的A網(wǎng)口正常通信，B網(wǎng)口虛接，所以造成了B網(wǎng)上面的通信機(jī)2采集不到103間隔的數(shù)據(jù)，只能組織數(shù)據(jù)“0”上傳給主站。把B網(wǎng)口網(wǎng)線接實后，104通道數(shù)據(jù)正常。

2　經(jīng)驗總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)需要傳輸大量的變電站數(shù)據(jù)供調(diào)度員及相關(guān)管理人員決策判斷，IEC101規(guī)約能夠快速大量的傳輸數(shù)據(jù)，而IEC104規(guī)約促進(jìn)了調(diào)度自動化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。但是由于理解的不同，目前在工程實踐中還有一些問題，需要通信雙方保證規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)性和一致性。當(dāng)采用IEC101規(guī)約通信時，在通道驗證無誤的情況下，通信雙方要首先確定好鏈路地址、傳輸速率、校驗方式、數(shù)據(jù)位、啟停位的配置，一般數(shù)字通道采用2400bit/s，模擬通道采用1200bit/s，偶校驗、8位數(shù)據(jù)位、啟停各1位。確定好通信參數(shù)后，雙方仍需約定遙信、遙測、遙控的起始地址，信息體地址字節(jié)數(shù)，遙控采用單點還是雙點等配置參數(shù)。當(dāng)采用IEC104規(guī)約通信時，除了上述問題，還應(yīng)注意跳幀時的TCP/IP重新連接，雙方通信時連續(xù)發(fā)一定數(shù)量的I幀后應(yīng)有S幀確認(rèn)等，即雙方應(yīng)有合理的傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制，同時防止接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)溢出。

3　結(jié)束語

在自動化調(diào)試通道及對試的過程中，報文監(jiān)測分析是一個很好的工具，通過報文，能夠最直觀地反映問題所在并快速解決。而且隨著電力系統(tǒng)及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸效率和安全性的要求越來越高，IEC101/104會取代原有的CDT、1801規(guī)約成為電網(wǎng)信息傳輸?shù)闹饕?guī)約，需要自動化調(diào)試人員熟練掌握上述規(guī)約，在調(diào)試及處理故障時才能快速準(zhǔn)確。