智能变电站过程层交换机异常案例分析

智能变电站过程层交换机异常案例分析

发表时间：2018-10-22T16:01:41.427Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：吕天石

[导读] 摘要：近年来，随着电网技术的发展，智能变电站已大量普及。

（国网江苏省电力有限公司常州供电分公司江苏常州 213300）

摘要：近年来，随着电网技术的发展，智能变电站已大量普及。由于智能变电站的一次设备与二次设备之间采用光纤进行采样值、状态量、控制命令等信息的交换，各种二次设备之间采用通信网络实现开关量、模拟量的交换，因此大量的网络交换机得以被应用，分析和总结网络交换机的异常案例，对电网的安全稳定运行有重要的实际意义。

关键词：交换机异常；案例；分析

1智能变电站的结构

智能变电站从逻辑上看，采取三层两网式结构。三层即过程层、间隔层、站控层，两网即过程层网络和站控层网络。网络大都采用双星型网构拓扑结构，冗余设计。二次设备的网络化，意味着信息在通过交换机会产生延时或发生错误，两者制约着保护跳闸的可靠性。为了保证采样和跳闸的可靠性与实时性，保护装置和智能终端之间采用点对点的光纤连接，即“直采直跳”的方式。对于保护动作自身带有延时的跳闸命令和对于实时性要求不高的控制命令，可以经交换机连接，即“网采网跳”。智能变电站的分层结构如图1所示。

2智能变电站的信息流

智能变电站的信息流指的是在GOOSE网络和SV网络中传输的数据流。GOOSE网络主要传输一次设备的位置信号、控制命令信号，SV 网络以电压电流信号为主。理清智能变电站的信息流对查找二次设备异常和故障有非常重要的现实作用。

2.1 线路间隔的信息流

为了保证可靠性，220kV线路间隔配置了双套保护装置。以第A套保护为例：智能终端作为一次设备的外延，它将一次设备（开关、闸刀）的位置信息提供给线路保护和母线保护（直采）；线路保护、母线保护将动作跳闸出口命令传输给智能终端（直跳）。合并单元结合

智能终端传递过来的母线侧闸刀位置信息，将电流传给线路保护和母线保护，将切换后的电压信息传给线路保护（直采），如下表。

3过程层交换机异常案例分析

通过对智能变电站结构及信息流的介绍我们得知，智能变电站保护是直采直跳，即合并单元采集的电流电压直接通过光纤上传给保护，故障时保护的跳闸或重合闸命令直接通过光纤传给智能终端，不经过程层交换机转发。过程层交换机主要用于保护装置之间的信息交换（如线路保护动作启动失灵、失灵保护动作借母差出口、母线保护动作闭锁重合闸等）、保护装置与故障录波器之间的通信（如保护动作信息传给故障录波器）、以及智能终端与故障录波器之间的通信（如断路器变位信息传给故障录波器）。当过程层交换机异常或故障时，相关断路器失灵保护不能正确动作，故障录波器对相关的保护动作情况以及断路器变位情况无法正确录波，因此必须立即查明原因并设法恢复。

3.1 异常经过

2018年5月31日，笔者运维班管辖的220kV马垫变发溧阳线2Y39智能终端A、合并单元A GOOSE链路中断信号，2Y39线二次设备配置如下表：

3.2 异常分析

(1)根据现场告警信息综合判断认为，2Y39开关智能终端A和合并单元A同时出现异常的可能性极小，故首先初步排除智能终端A、合并单元A本身异常。

(2)由于220kV母线保护A“GOOSE链路中断”已经复归，且2Y39开关753保护除发“753保护收220kV母线保护AGOOSE链路中断”信号外无其它异常，分析2Y39开关A网信息流图可以看出，220kV母线保护A通过220kV过程层中心交换机A，再由220kV溧阳线过程层交换机A的port9、port24口与220kV溧阳线线路保护A（753保护）进行信息交换，如下图：

由此得出，引发“753保护收220kV母线保护AGOOSE链路中断”信号的可能是220kV过程层中心交换机A或者溧阳线过程层交换机A异常。

(3)再分析“2Y39测控收智能终端A GOOSE链路中断”、“2Y39测控收合并单元A GOOSE链路中断”及“2Y39测控收合并单元A SV链路中断”三个信号。同样查阅信息流图发现，220kV溧阳线智能终端A通过220kV溧阳线过程层交换机A的port19、port21口与220kV溧阳线测控进行信息交换；220kV溧阳线合并单元A通过220kV溧阳线过程层交换机A的port23、port21口与220kV溧阳线测控进行信息交换，由此确定这三个信号定发的原因是溧阳线过程层交换机A异常，如下图：

综合以上三点分析，初步认为是2Y39线过程层交换机A异常。联系继保人员至现场检查，用仪器抓取2Y39过程层交换机A第9、19、21、23、24口数据包，发现交换机接收数据正常，发送数据均显示“未配置”，初步判断可能为交换机配置文件运行出错，汇报调度重启交换机后所有异常信号复归。

4结束语

本文简单介绍了智能变电站的系统构成和信息流，并结合实际异常案例分析了过程层交换机异常时会发出的信号及对正常运行中保护、测控装置的影响，并通过查阅分析信息流图，判断出故障点，为今后运行中出现类似异常提供了实际经验。

参考文献

[1]陈虎.智能变电站实例分析[G].

[2]岳全中.智能变电站的异常处理[G].