摘要：500kV木棉变电站网调远动装置使用南瑞科技股份有限公司的NSC300型（61850版）远动装置，该型远动装置在广州电网多个变电站中应用。本文对500kV木棉变电站网调远动装置出现的误上送历史信号及备机104通道不被PING通这两种异常运行情况进行了原因分析，探讨了提高其运行可靠性的改进措施及运维注意事项，对其它变电站该型远动装置的运维具有参考意义。
关键词：远动装置、可靠性、双机切换、可视化、自诊断
0前言
远动装置是联系厂站与调度主站的纽带，它将厂站端的遥信、遥测、遥脉等重要信息上送给调度主站，同时能响应调度主站的遥控、遥调命令以实现对厂站设备的调节、操作。随着调控一体化的持续推进，原来由集控站负责的监控工作调整给调度控制中心，进行集中监测【1】，远动装置误上送历史信号将对调度监盘人员造成极大干扰，远动装置通道中断则可能使调度人员监控失效。因此，提高远动装置运行可靠性具有重要的意义。500kV木棉变电站是广州电网一座重要枢纽变电站，其网调远动装置出现过两起异常运行事件，本文对这两起事件进行分析、探讨，并提出改进措施，能大大提高该远动装置的运行可靠性。
1 500kV木棉变电站网调远动装置误上送历史信号的分析探讨
1.1误上送历史信号情况概述
2016年07月06日09时33分02秒至10时00分04秒，南网总调收到500kV木棉站远动装置上送的一系列开关变位信息（包括COS和SOE信号）共357条，涉及一次设备61个，而实际上500kV木棉站在此时段内并没有开关变位，站内监控系统、广东中调和广州中调也没有收到这些设备的变位信息（注：木棉站远动屏内配置两套远动装置，型号是南瑞科技的NSC300，程序版本为V2.02，一套向南网总调上送数据，另一套向广州中调和广东中调上送数据）。这些设备变位信号的SOE时间表明变位都不是在2016年7月6日当天发生，发生时间是从2016年4月9日至2016年7月5日。
1.2 误上送历史信号原因分析
2016年07月07日继保自动化班人员及南瑞科技厂家到现场检查网调远动装置，通过远动组态告警窗告警信息及当时网调远动装置的主备状态，判断事件发生前两台网调远动装置处于双主状态（正常是主备状态），处于双主状态是因为远动装置双机网络交换在这段时间可能一直处于中断状态，造成远动右机未能将已发送的COS和SOE信号清除。9时32分19秒双机网络交换恢复正常后，由于从双主机转换为主备时，该型远动都是左机优先成为主机（值班机），从而切换为左机运行，右机备用的状态（与现场最终实际运行状态相符）。调度104通道也由右机切为左机，由于左右机原先不在主备状态，所以原来右机已上送过的信号左机并没有清除，左机104通信正常后，远动将缓存的信号上送调度。
1.3 重复验证测试
木棉站网调远动装置是对上主备对下双主的配置方式， NET6-A1板网线接至站控层交换机但是未使用相关功能，CPU4E板共使用两个网口与网调进行通讯（网口一接至二次安防进调度数据网，网口二接至专线），S5C板接至站控层交换机完成与站控层设备通讯，同时进行双机同步信息交换。如图1所示。
图1：改进前的网调远动装置接线示意图
我们要求南瑞科技研发人员在其公司按500kV木棉站现场运行方式搭建模拟环境测试，结果表明远动双机交换网络故障期间发生的COS和SOE信息，在远动双机交换网络恢复正常后，会再次上送一遍，从而造成调度误报信号。测试前运行状态为：左机备用，右机值班。
同时，我们在通知南网总调封锁数据的情况下对木棉站网调远动装置进行切机试验，将远动装置一的A网网线和远动装置二的B网网线同时拔出，现场远动装置处于不同步状态。在这种情况下，运行人员分合电容器开关，开关变位信息能正常上送南网总调，接着将远动装置一（原值班机）断电，远动装置二（原备机）升为值班机（该测试不同于南瑞科技研发人员的测试，远动切机的原因不是双机交换网络从故障恢复正常，而是主机断电后，调度端请求链接备机，此种情况也是实际运行中可能会出现的），此时之前电容器开关变位信息的确再次上送南网总调，07月06日的现象重现，进一步印证了之前的分析结果。
1.4 改进措施
1.4.1 接线方式改进，调整远动装置主备双机同步网络结构
从改进前的网调远动装置接线示意图可以发现S5C板同时进行对下通讯和双机交换，而且是经过站控层交换机，这种模式存在不合理性，由于站控层网络的影响，增大了远动双机出现不同步状态的几率。
我们立刻对此接线方式进行整改，首先将NET6-A1配置成与南网总调通讯，其次将CPU4E板配置成双机交换（CPU4E板网口是10M口，不适用于对下通讯），且双机交换的网线是直连两台远动，不经过交换机，最后将S5C板配置成对下通讯。在配置过程中，发现网络扩展板NET6-A1无法与南网总调进行通讯，经确认是板件问题，需更换为NET2-A4板，更换后正常。配置完成的远动装置接线如图2所示。
通过优化板卡业务，调整远动主备双机同步网络结构，提升了板卡运行可靠性，避免由于交换机异常出现双机不同步，造成主备机切换后历史数据重复上送的情况。
图2：改进后的网调远动装置接线示意图
1.4.2 网调远动装置运行状态可视化
木棉站网调远动装置7月之前就已经出现双机不同步的情况，但是没有相关告警信号提示运行人员，导致7月6日出现误发信号的现象。NSC300远动装置有一个电源故障告警开出接点，但这个接点仅反映出电源工况，若CPU故障或其他插件故障是反映不出来的。
我们的解决方案是：在木棉站当地监控后台及广州中调EMS主站系统增加网调远动装置的自诊断信息，让网调远动装置运行状态可视化。当远动装置出现任何异常时，木棉站监控后台机、调度主站均能收到告警信号，这些告警信号包括远动装置板卡故障、双机交换网络故障、对下通讯网络状态和双机值班状态等信号。
2 远动装置备机104通道不被PING通问题的分析探讨
2.1 事件概述
2017年4月24日，南网总调对500kV木棉站的远动通道进行切换时发现：主站无法PING通其中一台远动装置的两个104通道IP地址（调度数据网104通道和专线104通道），而另一台远动装置的两个104通道IP地址均能PING通。
2.2 原因分析
经过检查发现，500kV木棉变电站的南网总调远动装置运行情况正常，104通道地址能PING通的为值班机，不能PING通的为备用机。
对远动装置进行切机试验，切机前状态是远动装置左机为值班机，远动装置右机为备用机。通过将远动左机断电重启的方式进行切机，切机后状态分为以下两种情况：i、远动左机重启后降为备用机，远动右机升为值班机。这种情况下，远动右机对网调的调度数据网和专线104通道都正常，但主站无法PING通远动左机的两个IP地址；ii、远动左机重启后继续为值班机，远动右机升为值班机后又降为备用机。这种情况下，远动左机对网调的调度数据网和专线104通道都正常，且主站可以PING通远动右机的两个IP地址。
因此，该型远动装置断电重启后必须升为值班机后才能PING通其IP地址，如果升为值班机后因为其他原因降为备用机（不包含断电重启），此时该远动装置仍能PING通其IP地址。如果远动装置断电重启后没有升为值班机，而是直接成为备用机，则此时调度主站无法PING通其104通道IP地址。
咨询厂家得知，61850版本的NSC300型远动装置路由生效机制特殊，只有值班机状态下才会读取路由表和IEC104配置，因此冗余配置的远动装置，任意一台重启后，只要没有升为值班机这个过程的，则不能被主站PING通，而只要有升为值班机这个过程，就能够被主站PING通。这与我们实际的切机试验结果一致。
2.3 运维建议
通过主站PING远动装置备机IP地址以查看链路状态是作为判断远动备机是否正常运行的一个辅助手段，但这个方法在该型远动装置就不一定可行了。为避免该型远动装置运维工作中重启后不主动升为值班机，造成主站PING不通其104通道IP地址，应对双机做切换操作，步骤如下：首先修改备机的远动组态，然后下装重启；待备机各指示灯及数据正常后，重启值班机，让原先备机升为值班机，而原先值班机成为备机；核对值班机数据无误、通道正常后，修改备机（原值班机）远动组态并下装、重启；通过非断电重启的方法切机，让备机成为值班机并核对数据无误。
3结语
500kV木棉变电站网调远动装置出现的误上送历史信号及备机104通道不被PING通这两种异常运行情况反映了该型远动装置存在双机同步数据网络设计不合理、软件路由生效条件特殊、告警硬开出信号不完善等问题。通过我们的分析探讨及实践，对其进行了相关技术改进，并提出了运行维护建议，从而提高了该型远动装置的运行可靠性，对其它变电站该型远动装置的运维也具有参考意义。另外我们建议：供货商把NET2-A4板作为该型远动标配取代NET6-A1 板（不常用，一般工程中不做初始化配置）；任何厂家的远动双机同步网络应直连；路由表及104配置均应在远动重启后自动读取；远动装置应具备完善的故障告警信息及自诊断信息，并且自诊断信息可以在后台数据库、远动组态转发表中配置，能可视化展示。
参考文献:
[1]温建平.鄂尔多斯电网调控一体化运行管理模式设计与评价[D].华北电力大学，2015.
作者简介：
谭桂轩（1987），男，湖南耒阳人，助理工程师，工学学士，从事电力系统自动化及继电保护方面的工作
论文作者:谭桂轩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
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