一起远动装置误发遥信信号的分析及改进

漆展

（国网湖南省电力有限公司检修公司，湖南 长沙 410015）

远动机将站内间隔测控（保）装置采集的遥信、遥测数据上传并执行上级调度下发的遥控、遥调命令，是实现变电站与各级调度之间实时数据通信的核心设备。作为调度监控中心的耳目和手足，远动系统能否稳定的运行，直接影响到设备和电网的安全运行。遥信是电网调度自动化的基本功能之一，遥信误报直接干扰调度自动化系统正常稳定运行，事故情况下还可能影响电网事故的正确判断处理。目前，220kV 及以上变电站遥信异常变位情况已成为国调中心对网/ 省公司自动化系统同业对标管理的重要指标。本文针对某变电站发生的一起远动装置检修过程中误发大量遥信变位信号的情况，综合分析异常现象发生的原因，结合现场设备实际进行故障处理，并提出相关改进措施。

1 故障经过及现象

某变电站远动装置双机配置，投运于2013 年10 月，为国电南瑞科技股份有限公司产品，设备型号为NSC300，程序版本为Ver6.30.sp5-4096，192节点，4 转发表，支持NscAssist3.1B 新年版及以上版本助手软件。站内远动装置为主、备配置，站内远动装置的两个远传网口分别接入华中调度数据网、省网调度数据网，同时和华中网调D5000 系统、OPEN3000 系统通信，通信规约均采用IEC60870-5-104 规约。某日，在进行远动装置检修工作中，发生一起远动装置异常导致网调主站自动化系统部分间隔遥信数据短时误动的现象，具体经过如下。检修工作前，远动A 机为主机，远动B 机为备机。在检修过程中重启A 机时，远动B 机转为主机。此时，远动装置与网/省调主站系统通道切换至远动B 机，网/ 省调调度监控画面出现该变电站部分断路器、刀闸异常“分闸”。约2s 后，相关一次设备位置遥信又恢复正常。

2 故障分析

2.1 报文分析

华中网调调度主站系统经华中调度数据网104 通道，分别在16：37：12.550、16：37：13.160 和16：37：13.762三个时刻，接收到的报文如图1 左侧所示。

图1 遥信位置异常报文记录

根据IEC60870-5-104 规约标准，对上述时刻报文进行分析，帧②、帧③报文解析发现远动装置上传了大量与现场一次设备位置不一致的遥信信号，这部分遥信值为“0”，表示上送的遥信状态为“分”，即图1左侧中划线部分。华中网调调度主站系统经省网调度数据 网104 通 道，分 别 在16：38：11.441、16：38：11.965 和16：38：12.597 三个时刻，接收到的报文如图1 右侧所示。对上述三个时刻报文进行分析，其中，对帧⑤、帧⑥报文解析，发现与华中调度数据网104 通道报文不同，这两帧报文对应的一次设备位置遥信均与现场实际保持一致，即图1 右侧中划线部分。由此可判断，调度主站通过华中调度数据网接收到远动装置报文帧②、帧③，主站SCADA 系统解析报文后给出相关一次设备由“合”至“分”的变位告警。随后调度主站又通过省网调度数据网接收到远动装置报文帧⑤、帧⑥，主站SCADA 系统解析报文后给出相关一次设备由“分”至“合”的变位告警，与调度值班员反映的调度画面变位情况一致，遥信误报的故障原因应为远动双通道先后上送的报文不一致导致。

2.2 原因分析

该变电站使用的南瑞科技NSC300 远动装置，其操作系统为嵌入式操作系统。嵌入式操作系统遭到突然掉电的情况时，由于操作系统不能及时正确退出，往往造成实时数据丢失。在远动装置重启过程中，硬件重启存在遥信/遥测寄存器初始化清零的过程。经过与南瑞科技厂家研发和工程部门沟通，导致该异常现象的原因分析如下。远动重启到向主站上送数据的时序原理图如图2 所示。

图2 NSC300 远动正常启动过程

t1 表示远动装置硬件启动时间。每台装置的重启时间存在稍许差异，同时硬件重启存在遥信/遥测寄存器初始化清零的过程。

t2 表示远动装置软件启动时间，主要包括扩展网卡程序的启动和主程序的启动。正常情况下，扩展网卡程序准备时间约为50s，主程序的准备时间约为30s。

t3 表示测控装置主动循环上送全遥信/遥测数据的周期，约为10s。

NsServerWaitTime 表示远动主程序103 规约模块准备完毕到远动程序许可装置与调度主站建立104 规约通信的间隔时间，出厂设定为60s。其中主程序103 规约模块准备好的时间为毫秒级，因此NsServerWaitTime可视为与t2 同时开始。正常情况时，t2 加t3 不超过60s，而NsServerWaitTime 等于60s，因此，远动装置在与调度主站建立104 规约通信前，已成功读取站内数据，不可能出现遥信数据跳变为0 的现象。异常情况如图3 所示。

图3 NSC300 远动异常启动过程

在厂家的维护经验中，曾发现“扩展网卡程序”或“读取测控数据（或部分测控数据）”超时的现象，导致t2 加t3 大于60s。从而当远动与主站建立104 通道时，尚有部分测控数据还未成功读取，因此将寄存器中的“0”值上送调度。从主站记录的报文可知，网调D5000 系统在16：37：11.491 时首先经由华中网通道发送总召命令，在16：37：13.160 收到遥信数据，其中存在部分数据误报为“0”的现象。但是，随后D5000系统在16：37：12.815 经由省网通道发送总召命令，在16：37：14.624 收到遥信数据，不存在遥信误报。因此，在本次异常发生时，t2 加t3 仅略大于60s，误遥信发生到恢复未超过2s，与主站值班员观察到的现象一致。

3 处理及改进措施

将该变电站远动机程序的NsServerWaitTime 参数由默认值60s 修改为90s，确保远动104 值班通道建立前，远动装置有足够时间收集站内信息。理由主要在于：①湖南多座变电站配置南瑞科技NSC300/200 系列远动机，出厂默认值均为60s，以前未出现类似问题；②经过分析认为，导致异常情况的重启时，远动B 机的t2 加t3 超过了60s，可能与远动机及部分测控装置硬件运行状态偏差有关。该变电站前期检修工作中，曾多次重启远动，只有这一次重启时，部分间隔遥信数据跳变为零，且在2s 后恢复正常，因此t2 加t3 超过了60 秒属于偶发现象。该参数设置为90s 后，在后续的多次远动装置检修工作中，对远动装置上送报文进行分析，均未发现误发遥信的现象。

4 结语

本文结合一次变电站远动装置检修过程中误发遥信变位信号的现象，结合异常时刻的报文记录和变电站远动组态配置情况，分析其产生的原因，提出该变电站的改进措施，有助于提升检修人员的检修维护水平，提高远动系统运行稳定性。