500 kV變電站遠(yuǎn)動裝置信號漏報故障分析及處理

王昭雷,王永紅,付強(qiáng)

(國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司,石家莊050070)

摘要：介紹河北省南部電網(wǎng)某500 kV變電站一起遠(yuǎn)動裝置信號漏報故障及檢查情況，從硬件和軟件兩方面進(jìn)行分析，認(rèn)為軟件處理進(jìn)程不當(dāng)是信號漏報故障的原因，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，說明改進(jìn)效果，為變電站遠(yuǎn)動系統(tǒng)安全運(yùn)行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：變電站；遠(yuǎn)動裝置；信號漏報

收稿日期：2014-08-14

作者簡介：王昭雷(1983-)，男，工程師，主要從事500 kV變電站二次專業(yè)設(shè)備管理維護(hù)工作。

中圖分類號：TM764.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1001-9898(2015)01-0030-02

Abstract:This paper introduces the signal missing and check condition of 500 kV substation of South Hebei network,analyzes the causes from the hardware and software,considers that soflware setllement on the wrong way is the main cause，advances the corresponding improvement method, illustrates the improvement effects,for taking reference to the other substation remote device.

Analysis and Treatment of Remote Device Signal Missing in 500 kV Substation

Wang Zhaolei,Wang Yonghong,Fu Qiang

(State Grid Hebei Maintenance Branch，Shijiazhuang 050070，China)

Key words：substation;treatment measures;signal missing

遠(yuǎn)動裝置是集控中心模式下獲取變電站電網(wǎng)信息的主要采集設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行是該模式下電力設(shè)備安全的保障。為了保證無人或少人值守變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)度控制中心需要的信息量不斷提升，這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)各信息的采集和處理都呈現(xiàn)出大量化和復(fù)雜化的發(fā)展趨勢，同時對各信息的采集和上送起關(guān)鍵性作用的遠(yuǎn)動機(jī)性能提出了更高的要求。以下針對河北省南部電網(wǎng)(簡稱“河北南網(wǎng)”)某500 kV變電站一起遠(yuǎn)動裝置信號漏報故障進(jìn)行分析。

1故障概況

河北南網(wǎng)某500 kV變電站線路斷路器跳閘，省調(diào)度集控中心未收到該間隔事故總信號，站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)報“**間隔事故總信號動作”，屬于對調(diào)度端信號漏報事件。

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)事故總信號采集上報正確，說明線路斷路器跳閘時站端自動化監(jiān)控系統(tǒng)中局域網(wǎng)以下設(shè)備采集上送信號正確，排除測控裝置、保護(hù)裝置信號繼電器動作故障。

經(jīng)過與調(diào)控中心主站確認(rèn)，斷路器變位信號上送正常，排除遠(yuǎn)動裝置到站內(nèi)數(shù)據(jù)專網(wǎng)這段設(shè)備存在缺陷的可能。經(jīng)過分析，在站端信號漏報上送的主要可能就是遠(yuǎn)動裝置存在缺陷。將遠(yuǎn)動裝置配置數(shù)據(jù)庫備份，檢查對省調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)遙信電表配置是否正確，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫配置正確。與主站聯(lián)系在測控裝置進(jìn)行該間隔事故總信號單點(diǎn)傳動試驗，在二次回路進(jìn)行模擬事故總上送試驗，發(fā)現(xiàn)站端及主站均正確。至此，排除遠(yuǎn)動機(jī)配置故障，需要進(jìn)一步分析存在信號漏報的原因。

2故障原因分析

站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器與遠(yuǎn)動裝置在物理和原理上是并列運(yùn)行的關(guān)系。測控裝置采集到二次回路上某變位信號后上送至站內(nèi)數(shù)據(jù)專網(wǎng)，站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器與遠(yuǎn)動裝置同時從站內(nèi)各自數(shù)據(jù)專網(wǎng)上獲取數(shù)據(jù)信息，站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器處理后在站端顯示，遠(yuǎn)動裝置處理后上送至調(diào)度端。如果站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器顯示報警正確，遠(yuǎn)動裝置未上送信息，出問題的環(huán)節(jié)只能是遠(yuǎn)動裝置以上的環(huán)節(jié)，包括遠(yuǎn)動機(jī)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、主站3個主要環(huán)節(jié)。作為站端設(shè)備，遠(yuǎn)動機(jī)存在問題的可能性最大。從整體分析，遠(yuǎn)動系統(tǒng)主機(jī)可能存在硬件缺陷或軟件缺陷。

2.1　硬件分析

硬件方面的主要缺陷可能是站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)搭建不合理，存在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)“串行級聯(lián)”層級過多，造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁塞，進(jìn)而造成在擁塞點(diǎn)前的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上送正確，之后的數(shù)據(jù)丟失；遠(yuǎn)動機(jī)本身CPU運(yùn)算性能低、內(nèi)存容量小造成當(dāng)處理數(shù)據(jù)量小時處理正常，處理數(shù)據(jù)量大時造成數(shù)據(jù)丟失。 遠(yuǎn)動系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　遠(yuǎn)動系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

為了排查以上兩類缺陷，需要在站內(nèi)模擬斷路器跳閘時，大量保護(hù)裝置及一次設(shè)備動作信號上送狀態(tài)，故制定了站端數(shù)據(jù)“雪崩”試驗，驗證排除可能出問題的環(huán)節(jié)。試驗過程如下：

a. 在測控單元屏端子排上找50個空點(diǎn)，把50個點(diǎn)并聯(lián)在一起；

b. 在后臺、遠(yuǎn)動系統(tǒng)和主站數(shù)據(jù)庫內(nèi)配置相應(yīng)的信號；

c. 在測控單元屏端子排上連續(xù)快速傳動這50個信號中的一個，即一次傳動50個遙信信號。這樣在幾秒鐘內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)動系統(tǒng)將同時收到處理及上送幾千個信號。

d. 檢查站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器及遠(yuǎn)動裝置每組50個遙信信號是否記錄完全。

經(jīng)過“雪崩”試驗發(fā)現(xiàn)，若傳動的速度不太快，遠(yuǎn)動系統(tǒng)、站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器都不丟信號；當(dāng)傳動速度縮短到50 ms，即傳動一次50個信號頻率達(dá)到50 ms時，站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器不丟信號，遠(yuǎn)動裝置每組50個信號將會丟一部分信號。至此，排查站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是否存在“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁塞”現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，串行三層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器接在網(wǎng)絡(luò)的第1層，遠(yuǎn)動裝置接在網(wǎng)絡(luò)的第3層，是否在網(wǎng)絡(luò)第1到第3層之間存在數(shù)據(jù)瓶頸,需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗。

將站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器與遠(yuǎn)動裝置站內(nèi)的A、B網(wǎng)同時接到站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)第一層同一個數(shù)據(jù)交換機(jī)上，重復(fù)以上“雪崩”試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大量數(shù)據(jù)上擁時站端監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器不丟失信號，而遠(yuǎn)動裝置依然會丟失一部分信號。進(jìn)而排除站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)存在缺陷的可能。

將筆記本電腦與遠(yuǎn)動裝置調(diào)試接口連接，用調(diào)試組態(tài)軟件監(jiān)視遠(yuǎn)動裝置CPU運(yùn)行負(fù)荷及裝置內(nèi)存占用狀態(tài)來排查是否存在缺陷。再重復(fù)以上“雪崩”試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大量數(shù)據(jù)上擁時，遠(yuǎn)動裝置CPU運(yùn)行負(fù)荷及裝置內(nèi)存占用狀態(tài)在設(shè)備設(shè)計性能范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)接近設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的狀態(tài)，排除遠(yuǎn)動機(jī)本身CPU運(yùn)算性能低、內(nèi)存容量小的缺陷。

2.2　軟件分析

軟件方面的主要缺陷可能是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程不合理，存在流程環(huán)節(jié)缺失造成數(shù)據(jù)丟失，或存在重復(fù)處理數(shù)據(jù)流環(huán)節(jié)造成CPU負(fù)荷增加，或占用系統(tǒng)內(nèi)存過多造成數(shù)據(jù)丟失。

站內(nèi)跳閘事件發(fā)生時，除產(chǎn)生大量的變位遙信數(shù)據(jù)外，還會產(chǎn)生大量的遙測數(shù)據(jù)突變。為了排查兩類主要數(shù)據(jù)突變對遠(yuǎn)動機(jī)產(chǎn)生的影響，應(yīng)用工程調(diào)試軟件監(jiān)控遠(yuǎn)動機(jī)進(jìn)程運(yùn)行流程，從程序上電復(fù)位開始監(jiān)控遠(yuǎn)動機(jī)遙信、遙測處理進(jìn)程。在遠(yuǎn)動機(jī)數(shù)據(jù)庫內(nèi)新增加20個遙測上送點(diǎn)，在公用測控裝置上應(yīng)用測控裝置校驗儀進(jìn)行模擬量加量試驗。配合雪崩試驗進(jìn)行遙測量

數(shù)據(jù)突變，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)動裝置在處理大量“遙信”數(shù)據(jù)時若模擬量突變時會丟失一部分信號，存在缺陷。

3改進(jìn)措施及效果

經(jīng)過以上故障排查與分析，為了增強(qiáng)站內(nèi)數(shù)據(jù)處理與上送的可靠性，站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以此減少線形結(jié)構(gòu)可能存在的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)瓶頸。與遠(yuǎn)動裝置廠家研發(fā)部門溝通，遠(yuǎn)動裝置硬件可以滿足數(shù)據(jù)量大的處理要求，需要升級遠(yuǎn)動裝置軟件配置。

a. 取消原遠(yuǎn)動裝置庫中的COS 和SOE任務(wù)，改用公用任務(wù)以降低遠(yuǎn)動機(jī)CPU任務(wù)數(shù)進(jìn)而提高CPU運(yùn)算效率；

b. 修改數(shù)據(jù)處理進(jìn)程中關(guān)于SOE同步時標(biāo)錯位的問題；

c. 增加雙口RAM配置，對兩側(cè)增加CRC校驗的功能，提高遠(yuǎn)動機(jī)內(nèi)存容量數(shù)據(jù)處理效率；

d. 增加雙口RAM全數(shù)據(jù)遙信對比變化入庫和定時入庫功能。再做測試，發(fā)現(xiàn)“雪崩”試驗時遠(yuǎn)動裝置排除了信號漏發(fā)的問題。

e. 為保證今后遠(yuǎn)動裝置出口報文的可回溯查找驗證，在遠(yuǎn)動裝置與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中間添加“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)記錄儀”，將遠(yuǎn)動裝置上送數(shù)據(jù)報文實時進(jìn)行記錄，以備主站數(shù)據(jù)異常時查找故障原因。

4結(jié)束語

經(jīng)過對站端遠(yuǎn)動系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、對遠(yuǎn)動裝置軟件進(jìn)程進(jìn)行修改和對調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)站端入口網(wǎng)絡(luò)報文的監(jiān)視存儲，增強(qiáng)了站端遠(yuǎn)動系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以有效解決大集控和無人值守變電站內(nèi)遠(yuǎn)動裝置數(shù)據(jù)上傳的安全穩(wěn)定問題，保證集控中心模式下遠(yuǎn)動系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

本文責(zé)任編輯：王洪娟