电力自动化业务通信通道远程诊断系统研究与应用

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:马丽军
[导读] 摘要:为了保证供电的质量,保证电力系统运行的可靠性和经济性,调度控制中心必须及时而准确地掌握系统的全面运行情况,随时进行分析,做出正确的判断和决策,并且能够采取必要的措施,及时处理事故和异常情况,保证电力系统可靠、经济地运行。
        (山东魏桥铝电有限公司  山东省滨州市  256200)
        摘要:为了保证供电的质量,保证电力系统运行的可靠性和经济性,调度控制中心必须及时而准确地掌握系统的全面运行情况,随时进行分析,做出正确的判断和决策,并且能够采取必要的措施,及时处理事故和异常情况,保证电力系统可靠、经济地运行。这些功能的实现都要依靠电力调度自动化水平的提高。
        关键词:远动通道;故障定位;诊断系统
        前言
        在电力通信系统中,自动化业务通道一直以来都无有效监测手段,监测装置实时采集和监测通道两侧的自动化设备和通信设备的参数,对通道中的信号进行质量监测和故障判断,并对故障点准确定位。
        1变电站远动通道通信中断故障案例
        1.1变电站概况
        以某220kV变电站为例,其使用的是WYD-803A远动设备,通过通信系统,向省调、地调、县调,发送接收数据信息。在2016年9月31日,接到地调报障电话,此变电站到地调的远动通道通信中断,地调监控中心无法对此变电站进行监控,若难以快速恢复,则转为有人值守模式,需要紧急抢修。
        1.2故障分析
        对此变电站远动通道通信进行检查时,发现远动通道到地调为2路101通道,包括1路模拟101、1路数字101,通过VDF和地调PGM设备相互连接。故障分析:1)传输介质故障。对变电站内远动装置和PCM、PCM设备与光传输设备、光传输设备光口和ODF等,进行线缆和尾纤故障检查,同时检查变电站间的OPGW线路,看是否存在光缆故障。2)设备硬件故障。重点检查远动机设备、PCM设备、光传输设备,检查是否存在板卡故障和光板故障等。3)软件设置故障。重点检查远动机,检查是否存在数据配置不当问题;检查PCM设备时隙以及时钟设置情况;检查光纤传输网,看是否存在2M通道配置问题。4)设备电源失电。重点检查光传输设备、PCM设备等,看是否存在失电问题。
        1.3故障处理
        故障处理流程如下:1)向现场运维人员致电,让其对通道切换装置,进行通道切换操作,临时远程恢复通道最终失败。2)开展现场检查,切换远动装置通道,告警指示灯亮起。在远动屏端子排上,对远动切换装置,进行收发环回,告警指示灯灭。因为远动机能够收到报文,因此排除通道切换装置故障以及远动机故障。3)在远动屏上,使用万用表,进行模拟101通道通讯线测量,没有电压,使用听筒测试,没有“蛙鸣声”。4)在通信机房音频配线屏幕防雷模块,进行101通道检测,没有“蛙鸣声”,初步判定故障出现在远动通信装置。5)检查PCM设备,板件告警指示灯亮起。此次故障原因为PCM设备故障,联系通信专业,远程重启PCM,告警指示灯灭,远动通信通道恢复正常运行。
        2远动通道自诊原理
        由2个“三触点开关”及其控制电路组成。开关有3种工作状态:(1)将信号导通(开关处于“1号触点”,设备掉电时也处于这个触点,即常闭触点);(2)将信号阻断(开关处于“2号触点”。在自动化设备或通信通道故障时,在网管的控制下,将通信通道与自动化设备断开,为自动化专业“封闭数据”提供一种手段);(3)将信号环回(开关处于“3号触点”,在需要配合处理故障时,在网管的控制下,可向自动化侧(左侧开关)或通信侧(右侧开关)环回);两个开关独立控制,互不干扰。
        2.1远动通道故障定位原理
        2.1.1设备侧故障判断
        实时采集信号线上①号采集点数据,包括“电平值”和“电平代表的编码信息”。阈值设置初始值按照V.24电气规范设定,“1”码:-15V~-3V;“0”码:3V~15V,后期采用网管拟合的值,比如“1”码:-10V~-9V;“0”码:9V~10V。该值在两端设备确定后,与音频线缆的长度、卡线质量相关,因此各站有差异。“电平值”不符说明紧邻的自动化设备或音频线故障,比如音频线断,自动化通信前置机或自动化后台系统串口服务器设备掉电等。若电平值超过设置好的阈值就生成“自动化侧近端故障”告警,并通过所述通信及控制板上报网管。同理,若③号采集点的电平值超出阈值则上报为“通信侧近端故障”。如果未监测到故障,进入误码判断。


        2.1.2客户侧故障判断
        第一种情况:①号采集点读取到数据后,30s内(30s是自动化后台与FTU之间数据传送时延,可根据实际情况设置)③号采集点读取不到数据,生成“疑是通信侧远端故障”告警上报网管(这种情况是:FTU发起了通话,自动化后台无应答)。
        第二种情况:③号采集点读取到数据后,30s内①号采集点读取不到数据,生成“疑是自动化侧远端故障”告警上报网管(这种情况是:自动化后台发起了通话,FTU无应答)。但是,101规约中,“对时报文”无需应答(一般情况下“对时报文”24小时只发送一次),因此这两种情况下是故障的概率不是100%,我们命名为“疑是”,提醒管理人员进一步分析。
        2.1.3误码判断
        如果电平值在域值之内,则监测“电平极性”是否跃变(极性跃变,从“1”码电平变化为“0”码电平,或反之),如果“电平极性”跃变,则说明有数据发送,将数据存储下来。同时读取存储下来的数据内容,提取帧头(101规约中,固定帧长帧头:10H,可变帧长帧头:68H且有两个字节)。提取不到帧头说明有误码,生成告警上报网管:若是①号采集点提取不到帧头上报“自动化侧误码”,若是③号采集点提取不到帧头则上报“通信侧误码”。提取到帧头,进入2.3、远端故障判断
        2.1.4装置自身故障判断
        为了避免装置自身故障,导致远动通道中断,该装置具备自身判断功能。①号采集点与②号采集点电平应该无差别,有差别说明装置自身故障;同理,③号采集点与④号采集点电平应该无差别,有差别说明装置自身故障。装置自身故障也会上报网管提醒运行维护人员处理。
        2.2网管系统
        (1)环回测试功能模块。本功能主要包含内线侧内环回、内线侧外环回、外线侧内环回、外线侧外环回四个功能模块,主要作用是通过不同的测试方式精确锁定故障点位置,方便
        相关专业工作人员进行故障处理,显著提升工作效率。(2)内线侧内环回。以内线侧为界线,内线侧内环回执行后的信号是流向本SDH网元内部,可以检测通信通道的正常与否。(3)内线则外环回。以内风险分级管控机制,梳理107类典型生产作业,划定风险等级,实行周人身风险主要领导和分管领导签字报备,推行配网作业现场管控片长制和高风险作业“核心工作负责人”制,实现作业风险的超前管控和精准管控。另一方面完善了电网运行风险管控工作流程,开展停电前管控措施制定的专业审核和停电期间管控措施落实的专业检查,加强电网运行风险过程管控,发布管控五级风险75项、六级风险388项。
        【工作启示】
        通过积极地用马克思主义理论指导本专业应急管理工作,加深了对专业工作理解的同时,也打开了应急管理的新局面。一是全面把握应急管理发展脉络,形成系统应急理念。从建国初期的单项应对模式,到分散协调、临时响应模式,最终形成综合应急管理模式,我国应急理念不断深化,实现从被动到主动、从单项到综合、从救援处置到风险管理,从历史和全局角度认识应急管理的发展,形成系统综合应急理念。二是站在更高层次看电力应急重要性,加强电力应急救援队伍向综合化方向发展。今天社会各行各业的生产运营都离不开电力,因此一旦出现大面积停电事故,将造成巨大经济损失和政治影响。一方面社会救援力量难以处置电力突发事件,另一方面电力救援力量专而不全,这就要求我们在市委市政府和应急管理局的领导下,加强行业协同,将传统的、专业单一的供电应急队伍,向综合的、社会化的、网式分布的跨行业应急网络上转化,将供电应急力量进一步融入社会应急体系。三是充分认识风险管控的重要性,努力做到防患于未然。要做到防患于未然、把问题解决在萌芽之时、成灾之前,国务院新发布的《生产安全事故应急条例》(708号令),分5章、35条,其中事前的应急准备和事后的应急救援各占12条,平分秋色的篇幅充分体现了党中央国务院对事前应急准备的高度重视,这就要求供电企业在安全生产过程中,前移管控关口,加强前端风险防控和应急准备的资源投入,主动作为、主动协调确保安全生产持续稳定。四是加强应急预案与应急演练的联动,做到“急在平时”,才能“应在急时”。应急预案不是剧本,应急演练也不是演戏。将应急演练常态化,把每一次演练当成实战,认真做好每一个规定动作,以此来不断检验随着时间推进应急预案的适用性,反馈信息、及时修订,再演练、再修订,形成二者之间的有效联动,最终形成与风险事故相匹配的应急处置能力。
        总书记在2019年11月29日中共中央政治局第十九次集体学习时强调:要发挥我国应急管理体系的特色和优势,积极推进我国应急管理体系和能力现代化。将马克思主义与我国应急实际情况相结合,不断指导我们应急体系和能力建设,就是我国应急管理体系发展的最鲜明特色和最大优势。“学思用”贯通,落脚于用,“知信行”统一,着眼于行。作为青年马克思主义者,我积极用马克思主义方法论指导供电应急管理实践,在公司建设“两工程一计划”、争当“四个先锋“的浪潮中传承和发展好新时代的马克思主义。
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