浅谈变电站通信系统故障和处理方法

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1、浅谈变电站通信系统故障和处理方法　　【摘要】随着智能电网的普及和推广，作为变电站重要组成部分的变电站通信系统基本全面实现了光纤化覆盖，其安全性与电力系统的可靠性紧密相关。如果变电站通信系统的故障不能及时处理和排除，则会严重影响着电力系统供电的安全稳定。本文从变电站通信系统的入手，首先讨论了通信系统的结构，接着分析了通信系统常出现的一些典型故障，最后，提出了故障的处理方法及措施。【关键词】变电站通信系统光缆故障光纤误码变电站通信系统是变电站的重要组成部分，近年来，随着国网公司对智能电网的推广和普及，变电站通信系统已经实现了全面的光纤化覆盖，变电站智能化进入了快

2、速发展的时期，极大地提高了其在线运行的可靠性以及自动化水平。但是，在变电站的运行过程中也存在一些如通信网络故障、光缆通道故障、光纤通道故障或误码等一系列问题。若不能对故障进行及时发现及处理，则对变电站的安全稳定运行造成很大的影响。因此，对变电站通信系统可能发生的故障及处理的研究十分必要。1变电站通信系统的结构8近年来，随着通信技术和计算机技术快速发展，特别是网络技术在电力系统中的的应用，在通信技术的推动下，变电站自动化系统朝着典型的分层分布式结构发展。通信系统的分布分层式结构一般而言可以分为三层：站控层、间隔层以及过程层[1]。数字化变电站通信系统及分层图分

3、别如下图1、2所示[2]。过程层由数字式断路器控制模块、开关控制模块和合并单元模块组成，过程层的基本功能有四个方面：（1）实时采集一些电气量如电压、电流、相角等的信息；（2）实时采集变压器、接地刀闸、母线、电抗器、电容器等的状态参数；（3）实时采集其他非电气量例如温度、压力等的信息；（4）控制以上的采集量。间隔层由两部分，间隔处理单元和保护单元组成。间隔层起到中间衔接作用，汇总过程层的采集数据，同时向站控层汇总数据。同时，间隔层还适当控制着汇总统计后的数据。图1中所示的站级控制单元和人机交互单元即为站控层。它将接收到的调度指令，传送至间隔层，控制过程层的各个

4、变量进行。同时，站控层可以采集间隔层的数据信息用以建立历史数据库，方便信息记录。而站控层独有的人机交互单元，使得信息的显示及处理非常方便，有报警、打印信息以及数据输出等的功能。2变电站通信系统的典型故障82.1通信网络故障变电站系统的通信网络结构，目前国内外使用较多的是分层分布式，其典型接线图如图3。变电站通信网络主要分为两类，通信出错和通信网络出错，以下将逐一介绍。2.1.1引起通信出错的原因通信出错主要是由于系统中CAN总线某一节点发生故障引发的，主要为以下几个方面：（1）某测量控制装置的电源损坏引发；（2）某测量控制装置的通讯接线端子松动引发；（3）某

5、测量控制装置的通讯芯片故障引发。2.1.2引起通信网络出错的原因通信网络出错通常是因为通信管理机故障或着是CAN总线系统故障所导致的。（1）通信管理机故障：1）通信芯片损坏，或者管理机内电路板某处故障；2）为电源板供电的变压器发生故障；3）监控系统参数与端口设置的波特率、流控制、校验位等的参数不同；4）如果通讯管理机的通讯口无报文，可能是因为其背板上的收发信号线或是信号地线的接线问题，若接线正确，则很可能是CPU异常。5）软件故障，这种情况少有发生。8（2）CAN总线系统故障：1）由于通讯线处有短路，使得总线系统发生短路故障；2）总线首末端选取了不合适的匹配

6、电阻，或匹配电阻损坏；3）连接后台监控微机的通讯串口故障；4）由于通讯线未屏蔽或接地，电磁干扰较大。2.2光缆通道故障变电站通信网的底层传输媒介就是光缆，如果光缆发生了故障，有可能直接引发中断生产的实时控制业务并且造成电网的重大事故，影响电力系统的安全稳定运行。因此，对光缆故障的研究已经成为电力人员及通信专业人员所面临的重大课题。造成电力通信的光缆线路故障的原因主要如下两个方面：（1）光缆老化。一些因素如电腐蚀、电压等级、材料、温差变化、环境腐蚀性及防潮防水等都可以造成光缆的老化。（2）外力损伤。一些物理因素如虫蚁鼠咬、雷击灾害及剪断火烧等会造成光缆损坏。2

7、.3光纤通信中的误码故障随着国网公司对智能电网的推广和普及，变电站通信系统已经实现了全面的光纤化覆盖，而误码故障是变电站光纤通信设备故障中较为常见的一种。在信号传输过程中，由于衰变使得信号原来的电压发生变化，从而破坏了传输过程中的信号，最终产生误码。其产生来源主要有以下两个方面：（1）内部机理。各种干扰源、定位抖动以及节点设备等引起误码，此类误码的表现形式通常为系统的背景误码。8（2）外部机理。接触不良、设备故障、电磁干扰、电源瞬态干扰以及静电放电等脉冲干扰源引起误码，此类误码的表现形式通常为突发误码。实际变电站光纤通信系统运行时，主要误码由外部机理即突发误

8、码产生。3变电站通信系统故障的处理方法3.1通信网络