电力监控系统与五防系统故障问题分析处理李跃

电力监控系统与五防系统故障问题分析处理李跃

李跃

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：计算机监控系统作为电力系统中的一个重要部分，其对于电力系统运行的安全性、可靠性有着至关重要的作用。但是现阶段发电企业一些计算机监控系统由于各种原因尚无法进行安全防护软件的安装，同时也不能轻易进行相关操作系统的升级工，这是发电企业电力监控系统存在的较大安全隐患。按照网络安全分区的原则，现阶段的电力监控系统安全I区的系统通常横向与其他系统没有联系，但是一旦有U盘带入病毒或者恶意代码，就使不设防的系统处于极度危险的状态，从而使发电厂或电网处于极度危险的状态。这就要求相关的电力系统工作人员能够对网络安全防护工作进行不断的优化与完善，从而确保电力系统运行的安全性与可靠性。

关键词：电力监控；五防系统；故障问题；分析

1导言

电力监控系统，标准定义是指用于监视和控制电力生产及供应过程的、基于计算机及网络技术的业务系统及智能设备，以及作为基础支撑的通信及数据网络等。由此定义可以看出，电力监控系统涵盖发电、输电、用电全过程的各类自动控制系统。

2五防在监控系统中的作用

为防止监控系统发生误操作事件，以及人身和设备事故，变电站增设五防系统。五防对监控系统的操作预先演练，判断操作是否会导致事故事件发生，在软件上闭锁或者开放监控遥控操作。五防系统增加了一道安全防范措施，降低误操作风险。微机监控系统和五防闭锁一直独立发展，这是一种资源浪费和无益的工作量增加，同时也是运行中问题出现的根源。

3电力监控系统网络的安全防护原则

我国电力监控系统安全防护总体方案中规定：电力监控系统的安全防护总体原则应当是“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”这四个方面。“安全分区”指对生产控制大区以及管理信息大区进行划分，并要求生产控制区主要控制那些与电力生产有着紧密联系的决策信息系统，而管理信息区则需要主要负责一些与电力管理、经营以及行政事务相关的系统。进一步细分，生产控制大区可分为控制区和非控制区。“网络专用”指的是该电力企业其生产大区中的所有数据网络均需要采用独立的网络设备组网，并需要在物理层面上充分实现与其它外部公共信息网的安全隔离，也就是电力的调度数据网。“横向隔离”多是代表控制大区以及管理信息大区两者之间必须进行国家相关部门检测认证的电力专用单项安全隔离装置的设置。该隔离装置的隔离效果接近甚至达到了物理隔离的效果。使许多黑客病毒无法穿透攻击到电力系统的内部。“纵向认证”指的是通过认证、加密以及访问控制等技术措施来实现对数据的远方安全传输以及纵向边界的安全防护工作，对于电力调度中心、发电厂等生产控制大区需要设置纵向加密认证装置，实现双向身份认证、数据加密以及访问控制等职能。

4运行中常见问题分析处理

4.1通信中断

引起通信中断的原因有物理连接中断，误改通信参数，监控系统五防进程退出运行等。解析通信报文，能快速找出故障原因。事例:某地区某变电站，监控系统df3000，珠海尤特五防。五防主机用RS232与总控切换装置df3611连接。运行人员反映五防接线图实时更新，监控发通信中断告警，五防闭锁监控操作。经检修人员现场检查，发现通信总控单元五防接口一直发送实遥信，未收到应答报文。五防主机收到监控实遥信报文，立即以虚遥信应答，但监控未接收到虚遥信应答报文，所以出现上述故障现象。可以得出结论，监控系统不能接收五防信息。

用排除法找出监控系统不能接收五防信息故障原因。在五防主机上手动发送循环测试报文。借助DB9转USB接口工具及串口调试软件，测试电脑接收五防发送的测试报文，接收报文一致，五防主机通道正常。测试点移动到五防与监控系统通信线靠DF'3611切换装置侧，能正确接收五防测试报文，通信线无故障。用DB9转USB工具连接测试电脑和DF3611切换装置，电脑能接收实遥信报文循环发送测试报文，后台查看总控单元未收到报文，可见故障点在切换装置和总控单元之间。继续测试，跳过切换装置，笔记本直接连接总控单元，总控能正确接收测试报文，测试电脑也能接收总控实遥信报文，总控单元无故障。检查总控与切换装置的连接线无断点或虚焊。得出结论，切换装置此路通道接收故障。

4.2五防不能解锁监控后台遥控操作

五防闭锁监控操作，闭锁原因有通信中断、点号错误、监控系统五防接口程序假运行等。处理这类问题，需要分析报文，找出故障点。以某供电局110kV某变电站为例，监控系统为北京四方CSC200(V2)系统，五防为珠海尤特五防，连接模式是RS232交叉连接监控主机和五防主机。监控五防接口程序wfserver.exe在系统安装目录的可执行程序文件bin下。

43监控系统与五防位置信号不对应

五防系统位置信号来源于监控系统实时数据库，监控主接线位置信号不能代表数据库真实信号，存在人工置位或是装置检修情况。部分老厂站刀闸或地刀位置信号未接入监控，在五防机上人工置入位置信号，置人的信号以虚遥信形式送给监控系统，监控系统把虚遥信作为监控系统采集的实时遥信处理，提高运行管理水平。

5电力监控系统与电能管理系统的关系

根据建筑节能相关规范，目前新建工程都需设置完整的电能管理系统，除了满足对照明、空调、动力、特殊类负荷的分类计量外，通常还需对租户进行分户计量及对单台大于50kW的用电设备计量等。电力监控系统与电能管理系统示意如图1所示。

图1电力监控系统与电能管理系统示意

从监控范围来看，电力监控系统的主要监控对象是变配电所和发电机房的配电系统，而电能管理系统是除了上述系统以外，还需监控整个建筑内需要计量的租户、设备等电气参数，范围更广。从监控系统实时性要求来看，电力监控系统数据通信的实时性和可靠性要求较高。而电能管理系统对数据通信的实时性和可靠性要求不高，而侧重于数据存储、数据统计和数据分析。因此在工程设计中，建议在变配电主系统中设计电力监控系统，其功能除了满足该系统的要求外，还应兼顾电能管理系统的需求，尤其关注系统的可靠性和实时性，然后将电力监控系统采集到的电能参数打包上传至电能管理系统。电能管理系统除了接收上述数据外，还需采集工程中其他区域所需计量的电能参数，而电能管理系统的网络管理层对通信实时性和可靠性的要求相对较低，可节省投资。

6结论

变电站微机监控系统与五防系统在运行中常见的问题有遥信不对应、五防不能解锁监控操作、监控系统与五防通信中断等。为有效处理上述问题，需要熟知两者通信特点及通信规约。本文通过举例说明在处理这些常见问题过程中，分析通信报文能快速找出故障原因，并能及时有效的处理故障。因此，分析报文是处理这些常见问题的关键。

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