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【深度】智能变电站网络通信异常的分析(2)

北极星智能电网在线  来源:《电气技术》杂志  作者:郝长端、刘钰、陈树果  2016/12/7 13:41:55  我要投稿  

站控层网络异常的常见原因有:

(1)装置物理网卡MAC地址冲突,在调试和运行中均可引起ARP(addressresolutionprotocol)风暴,影响网络上所有装置

(2)IP地址冲突,在调试和运行过程中,后台的ARP更新后会向另外一台相同IP的装置发起连接,影响相同IP地址的几台装置

(3)交换机被环接,一封或几封经过交换机的报文会在网络中循环,引起网络风暴,影响接收报文的几台装置

(4)网络风暴发生期间,装置CPU资源被网络任务占用,处于假死状态,此时装置的双网均失效

(5)装置网口和网线异常

2)故障处理

站控层通道通讯异常信号的处理:由于经过了调试和验收,现场通讯异常通常与线路损坏或者交换机故障所致,应该首先对光缆线路及站控层和过程层交换机运行情况进行检查。经过运维人员现场排查发现,站控层II区交换机故障,影响了站控层信息的传输。故障交换机经过厂家调试后恢复正常,后台机报警信号消失。

2.3间隔层通道通讯异常信号及现象

220kV赤城站某次现场故障信号为:“220kV母线保护AGOOSE4A网链路中断动作”、“220kV母线保护ASV总告警动作”、“220kV母线保护A第2组SV线路2链路中断动作”等信号。间隔层GOOSE指面向对象变电站事件,SV指电压、电流采集量信号。

现场检查保护装置发现,220kV线路保护正常,母线保护的A套保护装置报警灯亮。

2.4间隔层网络链路中断信号分析[4-5]

如图2为220kV线路单套保护网络结构图,保护装置与合并单元和智能终端为“直采直跳”模式,保护装置直接从合并单元接收SV采集信号,从智能终端获取刀闸和开关的位置,并直接向智能终端发出跳合闸命令。

同时,同一网络中的SV信号也传至SV网络,并通过网络将信息传送至母线保护装置,母线保护装置根据这些信号进行故障判断。变压器测控装置从GOOSE和SVA、B网同时获取采集量和位置信息,并通过GOOSE网络传输命令信号。

1)故障分析

这些现场信号表明,该220kV变电站的A套母线保护已经失去对母线的保护作用,需要申请调度立即退出该套保护并进行故障查找。

常见过程层网络异常现象及原因为:(1)网络环接后引起的网络风暴;(2)光纤熔接头或者插头等位置异常,引起链路中断;(3)户外柜安装的装置由于工作温度过高引起的报文收发异常;(4)光纤出现折断现象。

根据以上可能发生故障的原因进行逐条查找,发现并没有产生网络风暴,而且户外柜温度适宜,不影响运行。

2)故障处理

在对光纤通道的检查时,发现220kV母线保护的A套同现场智能终端间的光纤连接中断,确认原因为光纤损坏影响了链路。SV中断的原因同样为母线保护装置同母线合并单元之间光纤损坏造成的。

因此,现场出现GOOSE、SV断链信号时,应该立即确认光纤通道正常,否则一旦线路发生故障将会造成事故扩大。在现场施工过程中,应该加强对光纤和光纤头的保护,避免留下安全隐患。运维人员在巡视过程中也需要对电缆沟加强巡视,及时发现以避免小动物侵害。

3运维人员的应对与措施

智能变电站网络模式的变化以及新技术的普遍采用,对运维人员提出了新的挑战。运维人员必须在以下方面进行提高,才能适应目前运维模式的转变。

(1)提高分析和决策能力;随着变电站智能化程度的进一步提高,可以提供丰富的现场设备参数和运行状况,甚至能够进行准确的分析判断,这就要求运维人员能够快速反应,正确分析,采取适当的应对策略;

(2)加强培训,提高智能化变电站的知识水平;IEC61850的应用使变电站成为了一个一体化信息平台,不同厂家、不同型号的智能设备实现了相互通信和互操作,改变了原来的网络机构,形成了三层两网模式,带来了新的概念和术语,如GOOSE、SV等术语,故障报文也与原来不同,如GOOSE断链、SV采样异常、对时异常等,由此还产生了一些新的二次设备,如合并单元、过程层交换机、设备安全防护装置等。

(3)不断总结,提高运维水平;运维人员应该对出现的问题及时总结归纳,从中发现智能变电站日常巡视和维护中的不同,提高运维水平,保证设备的安全运行。

4结语

智能变电站出现网络通信故障时,应立即查明与之相关的保护装置信号、智能单元信号及交换机状态,结合其网络结构分析故障原因。排除光纤损坏和装置故障后,保护人员可采用网络分析仪等装置抓取报文查找故障。

本文分析了智能变电站两种典型通信故障的产生原因和危害,提出了解决方案和应对措施,给智能变电站的运行和维护提供了思路。

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