1、影響綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信可靠性分析摘要：為了進(jìn)一步提高變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信可靠性，分析影響設(shè)備通信穩(wěn)定性的原因，查找變電站在通信接口方面存在的問(wèn)題，制定相應(yīng)的整改措施并具體實(shí)施，極大地提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化；通信；抗干擾；串口作者簡(jiǎn)介：張永新（1976-），女，山東菏澤人，山東電力集團(tuán)公司臨沂供電公司，工程師，高級(jí)技師；梁素杰（1978-），女，山東臨沂人，山東電力集團(tuán)公司臨沂供電公司，工程師，高級(jí)技師。（山東臨沂276000）中圖分類(lèi)號(hào)：TM734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0194-02變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)都為低電平的弱電

2、系統(tǒng)，它們所工作的環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，很容易受到電磁干擾而不能正常工作，使調(diào)度自動(dòng)化信息無(wú)法正確反映一次設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)，影響監(jiān)控中心遠(yuǎn)方監(jiān)控，在電網(wǎng)一次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，調(diào)度員無(wú)法在第一時(shí)間得到信息，給電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。一、綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備現(xiàn)狀分析臨沂供電公司目前共有變電站78座，其中有60座變電站自動(dòng)化設(shè)備為綜合自動(dòng)化設(shè)備，18座變電站自動(dòng)化設(shè)備為RTU設(shè)備。綜合自動(dòng)化設(shè)備以南瑞科技NS2000、南瑞繼保RCS9700和RCS9000、深圳南瑞ISA300為主，通信方式采用串口式、總線(xiàn)式、網(wǎng)絡(luò)式三種方式。其中串口式主要為RS485和RS232，總

3、線(xiàn)式為CAN網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)式為工業(yè)以太網(wǎng)。綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。二、綜合自動(dòng)化設(shè)備通信故障原因分析通過(guò)對(duì)通信問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，通信問(wèn)題主要集中在串口通信方面，而于2007年后投運(yùn)的以太網(wǎng)接口設(shè)備，通信穩(wěn)定性較好。對(duì)于采用串口RS485及CAN網(wǎng)通信的設(shè)備，主要采用圖2的接線(xiàn)方式，該方式在一個(gè)節(jié)點(diǎn)（裝置）出現(xiàn)通信故障時(shí)，不影響其他節(jié)點(diǎn)（裝置）的通信。2001-2007年間投運(yùn)的綜合自動(dòng)化設(shè)備，大部分采用串口RS485及CAN網(wǎng)通信的方式，占公司綜合自動(dòng)化變電站總數(shù)的58.3%，這些設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的通信問(wèn)題不容忽視，具體原因分析如下：1.抗干擾措施不力根據(jù)設(shè)備通信不穩(wěn)定的原因，筆

4、者發(fā)現(xiàn)在干擾源方面存在以下問(wèn)題：材料方面：屏柜未使用接地銅排。經(jīng)排查，有9個(gè)站的屏柜未使用接地銅排接地；電纜屏蔽層未接地，對(duì)通信不穩(wěn)定的變電站的接線(xiàn)方式進(jìn)行了檢查，此類(lèi)變電站大多為無(wú)人值守時(shí)的改造站，有6個(gè)站的電纜未接屏蔽線(xiàn)。施工方法：屏柜接地方法不正確。根據(jù)抗干擾措施要求，二次設(shè)備和二次電纜設(shè)專(zhuān)用接地銅排構(gòu)造等電位面，屏柜應(yīng)與等電位面用專(zhuān)用銅纜相連。經(jīng)排查，有11個(gè)站的屏柜接地不符合要求；通信線(xiàn)屏蔽未接地，對(duì)九莊站等10座通信不穩(wěn)定的變電站的接線(xiàn)方式進(jìn)行了檢查，此類(lèi)變電站大多為無(wú)人值守時(shí)的改造站，共有175根通信線(xiàn)，其中35根通信線(xiàn)未接屏蔽線(xiàn)，占總量的20%；通訊纜、控纜與電力纜混排，在電纜

5、敷設(shè)時(shí)，嚴(yán)格按照施工工作以工藝要求將通訊纜、控纜、電力纜分層布置。人員培訓(xùn)不夠，部分班組成員對(duì)二次抗干擾措施不了解，沒(méi)有系統(tǒng)地掌握二次抗干擾知識(shí)，接線(xiàn)或施工工藝不規(guī)范。外部干擾多。變電站本身就是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，外部干擾不可避免。2.裝置通信芯片原因2005年前的綜合自動(dòng)化設(shè)備因其通信芯片受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)無(wú)收發(fā)數(shù)據(jù)致使通信中斷現(xiàn)象，但該現(xiàn)象不影響裝置保護(hù)功能，僅影響自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸。另有部分設(shè)備通信芯片由于通信線(xiàn)接線(xiàn)方式不規(guī)范，受到大電壓的沖擊后損壞。3.裝置程序原因2005年前的部分保護(hù)測(cè)控一體化設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)遙測(cè)、遙信傳輸正常，但遙控?zé)o法執(zhí)行的現(xiàn)象。

6、原因?yàn)楸Ｗo(hù)測(cè)控裝置存儲(chǔ)的信息量過(guò)多，雖然沒(méi)有達(dá)到裝置存儲(chǔ)信息量最大理論值，但受技術(shù)條件限制設(shè)備已無(wú)法正常運(yùn)行，對(duì)某些請(qǐng)求無(wú)法響應(yīng)。主機(jī)單元在運(yùn)行過(guò)程中起著“承上啟下”的作用，故變電站主機(jī)在配置時(shí)一般均為雙機(jī)，就是為減少因設(shè)備故障而引起全站信息中斷的現(xiàn)象。但某些設(shè)備在雙機(jī)主備切換過(guò)程中，出現(xiàn)均為備機(jī)的情況，兩臺(tái)主機(jī)均不發(fā)送信息導(dǎo)致信息無(wú)法傳輸。部分變電站由于二次設(shè)備品牌眾多，通信規(guī)約不一致，不可避免地使用通信管理單元，在通信連接方面又增加了一個(gè)“中轉(zhuǎn)站”。通信管理機(jī)與總控單元之間的通信接口，也容易產(chǎn)生故障。本公司使用的通信管理機(jī)一般與總控單元不是同一廠家的產(chǎn)品，由于在通信規(guī)約等方面存在差異，設(shè)備

7、運(yùn)行過(guò)程中也容易出現(xiàn)通信中斷的問(wèn)題，將影響通信管理機(jī)所接待的所有設(shè)備的信息傳輸。三、對(duì)策及實(shí)施對(duì)以上三個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，筆者發(fā)現(xiàn)抗干擾措施不力是造成通信中斷的主要原因，為此制訂了一系列對(duì)策及措施，具體如下：1.增加屏柜接地銅排并接地有9個(gè)站的屏柜未使用接地銅排接地，在設(shè)備屏柜安裝60304接地銅排，并將接地銅排用50平方毫米的多股接地線(xiàn)接地。2.將電纜屏蔽層接地有6個(gè)站的電纜屏蔽層未接地，把電纜重新剝皮露出屏蔽層，將6平方毫米的接地線(xiàn)焊接至屏蔽層，并用絕緣膠布裹好，用熱縮管重新做頭并將接地線(xiàn)接至屏柜接地銅排，使用正確的接地方法。有11個(gè)站的屏柜接地方法不符合要求。本公司將這些變電站的

8、屏柜用50平方毫米的銅纜相連，并將其中一個(gè)屏用50平方毫米的銅纜與變電站二次接地網(wǎng)相連。3.將通信線(xiàn)屏蔽層接地2004年前投運(yùn)或改造的變電站，大部分通信線(xiàn)沒(méi)有屏蔽層，有的有屏蔽層但并未使用。本公司將原先不帶屏蔽層的通信線(xiàn)更換為帶屏蔽層的通信線(xiàn)并重新布線(xiàn)，將通信線(xiàn)穿PVC管進(jìn)行了外部防護(hù)，統(tǒng)一使用了帶屏蔽的雙絞線(xiàn)，RS485、CAN網(wǎng)、LON網(wǎng)信號(hào)線(xiàn)使用其中的一對(duì)雙絞線(xiàn)，兩條線(xiàn)絞在一起，對(duì)通訊各種分布參數(shù)耦合過(guò)來(lái)的干擾信號(hào)平均地分配到這兩條線(xiàn)上，提高了通信網(wǎng)的抗干擾能力。同時(shí)將RS485、CAN網(wǎng)、LON網(wǎng)的通信線(xiàn)屏蔽層利用端子排空端子進(jìn)行等電位連接，并在總控單元處進(jìn)行單端接地，如圖3所示。4.

9、嚴(yán)格制定并執(zhí)行通信線(xiàn)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)為嚴(yán)格施工工藝，本公司制定了標(biāo)準(zhǔn)的接線(xiàn)方法，并寫(xiě)入自動(dòng)化分站施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)；同時(shí)要求新建變電站在施工過(guò)程中，為減少干擾通信線(xiàn)在敷設(shè)時(shí)必須外加PVC管，與控制電纜分開(kāi)布置，分層排放。5.完善通信芯片質(zhì)量和通信程序?qū)υ缙诘哪先鹄^保公司RCS9600系列保護(hù)測(cè)控裝置，結(jié)合檢修停電計(jì)劃，對(duì)通信芯片進(jìn)行了更換，升級(jí)了裝置程序。對(duì)通信接口不穩(wěn)定的RCS9692設(shè)備，除對(duì)通信線(xiàn)接線(xiàn)方式整改外，同時(shí)對(duì)設(shè)備接地、通信芯片、二次隔離等方面進(jìn)行了完善。6.增加二次抗干擾措施方面的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)為加強(qiáng)二次抗干擾知識(shí)的學(xué)習(xí)，專(zhuān)門(mén)邀請(qǐng)了專(zhuān)家為本公司員工講解了關(guān)于變電站二次抗干擾及二次抗干擾的應(yīng)對(duì)措施，并利用網(wǎng)絡(luò)資源和日常積累收集二次抗干