变电站通信系统故障及处理技术分析赵琦

变电站通信系统故障及处理技术分析赵琦

赵琦1孙蓓蓓1陈晓丹2

1中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司甘肃省兰州市730050;

2国网甘肃省电力公司信息通信公司甘肃省兰州市730050

摘要：在智能化变电站中，通信系统是信息传输的重要渠道，也是数据调度的重要依据。从逻辑角度分析，数字化变电站自动化系统功能主要分为站控层、间隔层和过程层。第一层是站控层，主要对间隔层的数据进行接收，并监控变电站的情况，同时实现远端调度中心的通信。第二层为间隔层，主要负责控制管理下层就地装置和电子数字化设备间的通信。第三层是过程层，主要包括智能终端和一次设备，确保电站电能数据的收集、分配、状态监控等工作顺利完成，也是控制、保护操作的重要出口。

关键词：变电站；通信系统；故障；处理；分析

引言：随着智能电网的脚步日益加快，变电站通信系统已基本实现全光纤覆盖，且进入了发展的加速期，其运行的可靠性和自动化水平得到了显著提升。但变电站在运行过程中依然会出现一系列通信问题，如果没有及时发现与处理故障，将会影响变电站的安全运行。因此加强对通信系统的故障处理与维护尤为重要。

1.变电站通信系统概述

在变电站中，通信系统具有非常重要的地位和作用，所有数据信息的传输全都依赖通信系统，一旦通信系统发生故障，将会给变电站的正常运行造成巨大的影响。变电站通信系统由诸多通信设备组合而成，其中主要包括以下设备：

1.1光端机

这是一种能够进行光信号传输的终端通信设备。目前，较为常见的光端机有两种类型，一种是模拟型，另一种是数字型。由于前者的抗干扰性能比较差，因此在变电站通信系统中的应用较少，而后者具有传输距离长、受运行环境干扰小、支持视频无损再生等特点，使其在变电站通信系统中获得了广泛应用，如SDH，该光端机除具备自愈功能之外，还能够组成光环网，适用于各种复杂通信网络的构建。

1.2PCM

PCM是脉冲编码调制的简称。它的出现为数字通信奠定了基础，它能够将时间和取值连续的模拟信号转换为时间和取值离散的数字信号，并在此基础上利用通信信道完成传输。PCM实质上就是对模拟信号进行抽样、量化和编码的过程。在变电站的通信系统当中，PCM可将与电力有关的音频、数据等模拟信号复用成2M数字信号，然后再利用光端机完成信号传输。

1.3通信光缆

目前，国内电力系统常用的通信光缆有以下几种：

1.3.1OPGW

这是电力系统独有的一种通信光缆，全称为复合架空地线光缆，它除了具备通信光纤光缆的功能之外，还具有电力线路的地线功能，可用于系统内部数据信息的通信，也可用于一般的公共服务网络。该通信光缆的特点是容量大、抗干扰能力强、安全性高、稳定可靠，并且在敷设时不占用线路走廊。由于该通信光缆可以起到屏蔽地线的作用，从而可以有效减小送点线路对周边线路的电磁危害。

1.3.2ADSS

这是一种全部有介质组合而成的通信光缆，又被称为全介质自承式光缆，ADSS本身带有支撑系统，可直接悬挂在电力杆塔上，由于它是非金属光缆，所以不会遭到雷击，从而提高安全性能，除此之外，线路的安装和维护也比较简单方便，具有良好的抗电痕腐蚀性能，抗拉强度好，适用于恶劣的环境，即使电力线路出现故障也不会影响ADSS的正常传输。

1.3.3GYXTW

这是一种束管式光缆，它由光纤和松套管组成，该通信光缆具有重量轻、直径小、易于敷设、造价低等特点，可用于变电站内通信机房与保护室的通信。

2.变电站通信系统的典型故障

2.1通信网络故障

变电站通信网络故障主要有通信出错和通信网络出错两类，以下分别进行介绍：一是通信出错原因分析：通信出错一般是由系统中CAN总线（控制器局域网络）某一节点故障引发的，主要有三个方面：首先某测量控制装置的电源损坏引发；其次某测量控制装置的通讯接线端子松动引发；最后某测量控制装置的通讯芯片故障引发。二是通信网络出错原因分析：通信网络出错通常是由于CAN总线系统故障或通信管理机故障引发。对于CAN总线系统故障，主要为通讯线处短路，导致总线系统发生短路故障，或连接后台监控微机的通讯串口出现故障；对于通信管理机故障，则为通信芯片损坏，或通信管理机内电路板故障，以及监控系统与端口设置的波特率、校验位等参数不一致，其次若通讯管理机通讯口无报文，则可能是收发信号线或信号地线的接线出现问题，若接线无误，则很可能为CPU异常。

2.2光缆通道故障

电力通信光缆线路故障主要有以下两个方面的原因：一是光缆老化：电腐蚀、环境腐蚀、温差变化、防潮防水等因素都可能造成光缆老化。二是外力损伤：虫蚁鼠咬、剪断火烧及雷击灾害等物理因素将造成光缆损坏。

2.3光纤通信误码故障

变电站光纤通信设备故障，比较常见的是误码故障。在信号传输过程中，信号原本的电压会因衰变而发生变化，从而导致传输过程中的信号被破坏，形成误码。其产生原因主要有两个方面：一是内部机理：各种干扰源、定位抖动以及节点设备等引起误码，此类误码通常表现为系统的背景误码。二是外部机理：设备故障、接触不良、电源瞬态干扰、电磁干扰以及静电放电等脉冲干扰源引起误码，此类误码通常表现为突发误码。另外在变电站光纤通信系统实际运行时，突发误码占多数。

3.变电站通信系统故障处理技术和维护策略

3.1处理技术

3.1.1网络故障处理

对于通信网络故障，在处理时可以结合通信系统的报警信息，定位故障测控装置的位置，并检查测控装置中通信线路的情况，如果线路发生脱落，需要将其重新压好归位。如果通信线路能够正常运行，就有可能是电路板出现了问题。因此，需要及时更换电路板。还要检查通信系统网络故障的修复情况。若故障报警信息从通信管理机中发出，需要检查CAN网，查看是否发生短路，及时更换有问题的电源线。

3.1.2通道故障的处理

在处理光缆通道故障时需要做到先抢通、后修复。处理时要先处理主干线、全程线路以及主要的设备，然后处理后支线、局部线路以及后备使用设备。在处理通道故障时，需要掌握全面的数据信息，并对这些故障信息进行整理分析，将其录入光缆的资料库中。日常运行时还需要做好巡视、现场管理等，保证标志准确，准确及时的掌握故障信息。

3.2维护策略

3.2.1统一管理维护技术

在统一管理中需要完善技术规范书，使变电站通信系统的技术资料更加完整，统一系统设备，使其维护运行更加安全。同时制定科学的检测规程，对自动化产、通信设备、间隔设备等进行检验，并明确其检验方法，保证检验规程得到科学地监管，维护系统运行安全。

3.2.2检查主站系统

检查主站系统，保证变电站通信系统运行参数是正常的，同时检查变电站的通道，需要立即处理通道错码的情况。此外，还需要检测测控装置，处理通信中断的情况，使变电站中的VQC程序有序推进。并保证绕组温度适宜，使变电站信号准确。

总结：通信系统是变电站的重要内容，其运行效果直接影响变电站和电力系统。若通信系统发生故障，通信将无法正常传输，造成极为严重的后果。因此，必须综合分析通信系统故障，提出科学化的处理技术与维护策略，保障通信系统的安全可靠运行，从而更好地为电力系统提供支撑。

参考文献：

[1]刘迷，时振涛，刘帅，段韶鹏，温文豪，刘纯杰.变电站自动化通信系统故障原因分析与解决方法[J].信息通信，2019（01）：233-234.

[2]张志丹.电力系统数据流的建模分析与应用研究[D].湖南大学，2015.

[3]曾乐宏.智能变电站的可靠性分析研究[D].北京交通大学，2015.