摘要：随着我国经济发展速度的不断加快，电力行业也得到了充分的发展和提升。同时，随着数字化技术与通信技术在变电站中的应用，智能变电站成为了现阶段电力行业中的重要组成部分。在提升变电站智能化水平的同时，也促进了变电站设备的运行安全与稳定。但在500kV智能变电站中，交换机设备会由于各类因素，而导致其异常状态的形成，为智能变电站的电力运行安全与稳定带来了极大的影响，对智能变电站的发展受到了一定程度的制约。对此，应对智能变电站交换机存在的异常状态做细致的分析与研究，并从中找寻出维护与解决此类问题的措施。本文提出了智能变电站交换机维护过程中所需要注意的事项，并进一步探讨了500kV智能变电站交换机异常情况的处理措施，旨在为智能变电站电力运行安全与稳定，做出自己应有的贡献。
关键词：智能变电站；交换机；异常状态
前言：新时代背景下，为满足社会生产与人们生活的普遍需要，电力行业得到了较为快速的发展。随着人们生活的显著提升，用电设备的增加，使得电网系统的分布范围逐步增大。同时，由于网络技术、通信技术、以及数字化技术的快速发展，使得现阶段的变电站逐步转变为智能化水平有较大提升的全面智能变电站。在智能变电站中，通常采用智能变电站交换机作为网络通信信息的承载工具，这也使得智能变电站交换机成为了智能变电站网络的“大脑中枢”部分。智能变电站的电力运行安全与稳定，便由此部分决定。然而，此种应用于工业的智能变电站交换机在运行过程中，会由于诸多因素而导致出现异常状态，若未进行及时、有效的隔离与处理，将直接影响到智能变电站的电力运行安全与稳定。因此，对于“500kV智能变电站交换机异常分析及维护”的研究，就具有极大的现实意义。
一、智能变电站交换机维护过程中的注意事项
（一）划分出明确的虚拟局域网
在过程层交换机中划分出明确的虚拟局域网，能够有效避免GOOSE与SV在应用中出现的网络风暴现象。具体流程为：将局域网进行“拆解与划分”，使其成为由众多虚拟局域网所构成。这将导致各个被“拆解”出的虚拟局域网，构成独立的广播域。虽可将装置通信在单独的虚拟局域网中做出限制，但众多独立的虚拟局域网不能形成相互间的互通。针对此种现象，应在明确划分虚拟局域网前期，以电压等级为标准，对其实施分组操作。同时，需要对IED设备划分至独立虚拟局域网中，以避免通信断链现象的发生。随后，便可进行虚拟局域网的二次划分。并且，对于需要对多间隔跨越的设备，也应划分入多个虚拟局域网分区，这其中所涉及到的内容有主变保护、公用测控以及母差保护等[1]。
（二）交换机外接电源
智能变电站交换机所使用的电源有多种分类，不仅包括直流电源与交流电源、不同的电力能源传输方式，且电压等级也有明显差异。为确保交换机正常通信及运行稳定，应遵照交换机的类型与应用，选取出合理的电源类型。若电源选取错误，轻者会导致通信中断或丢包情况出现，重者则会导致交换机运行异常，甚至会损坏交换机内部部件。因此，应做好交换机的电源测试工作。同时，有些交换机的功用较为特殊，可对其做双电源配置。结合现场实际情况，500kV变电站主要采用220V直流电源。而对于220V的交流电源，可在电源测试工作中使用。
（三）工作环境
智能变电站交换机通常放置在二次设备室及继保小室，为确保交换机的运行正常，应对小室内部的环境做合理的控制和保持。尤其对于温度与湿度的控制与保持，重要性极为显著。通常情况下，过程层中心交换机是由多部交换机共同组成屏柜，但由于过程层中心交换机所进行的数据接收与传输量极大，导致其具有极为明显的发热现象，尤其是光口部分。这要求屏柜具有良好的散热性设计，否则便会导致过程层中心交换机因处理数据过多发热，最终出现运行异常状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，若过程层中心交换机同时满足GOOSE与SV的合用性网络传输，其处理数据而导致的过热现象将更为快速和明显[2]。针对此种情况，可采取多种方式解决。如选取运行更为快速、稳定的CPU芯片，并依据CPU型号；有针对性的配备与之相符的软硬件配置，如采用更可靠的电容电阻元件。或对屏柜进行合理设计，如添加风扇及排气孔等，尽可能减少甚至避免因交换机过热而导致的异常状态。
（四）具体处理功能
现阶段我国500kV智能变电站中，500kV电压等级61850设备均采用GOOSE和SV独立组网方式，220kV电压等级61850装置则采用GOOSE和SV共同组网方式。此种组网形式与独立组网形式比较，虽应用的网络通信设备较少，在一定程度上能降低智能变电站的投入资金成本，但却会给过程层交换机带来极大的工作量，对数据的处理明显增加。这不仅会导致过程层交换机因巨大的工作量过热出现异常状态，更会使过程层交换机的使用寿命相应降低。此外，由于过程层交换机工作量的增加，其在数据传输过程中也会逐步出现传输丢包现象。此现象将会导致其他智能化电力设备收取到错误或不完整的数据信息，从而影响到运行的安全与稳定。现场工作中因交换机长时间工作死机导致的SV或GOOSE断链现象并不罕见。
二、500kV智能变电站交换机异常处理措施
（一）MMS网交换机异常处理
根据MMS网的结构类型分析，其为星型网络，其中A网与B网之间相互独立，所传输的信息一致，起到互为备用的功能。站控层与过程层设备能通过MMS端口进行通信。若MMS网中某一交换机出现异常，不会对设备正常运行造成影响，唯一改变的是MMS的双重化标准。此时应对出现异常或故障的交换机做及时的处理，避免其他MMS网交换机出现故障而导致整体的设备监视性能缺失，进而丧失对变电站中其他设备的遥控作业及遥信遥测监测功能，影响电网运行的安全与稳定[2]。此时应通知调控人员将遥信遥测数据置位，确保安全隔离措施完成，再进一步通过装置检测进行故障排查处理，迅速及时使MMS网交换机恢复到正常运行状态。
（二）过程层交换机异常处理
若过程层交换机异常或故障生成后，与其相连的过程层设备均会遭受影响，出现GOOSE及SV异常甚至断链现象。过程层交换机在故障生成时，与其进行信息通信的设备便会由于无法接收到过程层交换机所发出的信息，出现采样或跳闸功能失效的严重缺陷。其保护功能缺失，并且进一步影响到其他功能作用的达成。包括遥控、遥测及遥信功能等。对此，需要将受到相关影响的保护装置或测控装置进行退出处理，并更换正确划分VLAN的备用GOOSE交换机，方可使此类问题得到有效解决。
结语
综上所述，随着社会的发展和科技的进步，为逐步满足社会生产与人们生活的需求，电力系统与配电线路得以大范围扩张。为解决由此带来的变电站巨大工作量，智能变电技术应运而生，并逐步应用于变电站之中，变电站的全面信息化与网络化得以实现。美中不足的是，由于智能变电技术应用于变电站中的时间较短，很多理论与技术尚未完全成熟，且缺乏较为丰富的现场运维经验。这导致智能变电站中的智能化设备在运行过程中不时出现异常现象。工业以太网交换机在智能变电站中所处的位置极为重要，唯有对其进行良好的维护与检测，才能确保智能变电站电力运行的安全与稳定，也才能使智能变电站为电力行业的发展，做出理想的推动作用。
参考文献：
[1]姜一军，裘浩伟，冯正伟，杨鑫，赖尚峰，张松，王周杰，吴建伟.500kV智能变电站交换机异常分析及维护[J].电工技术，2016，08：91-94.
[2]冯正伟，汪铭峰，何祥文.500kV智能变电站合并单元运行维护及异常分析[J].中国电力，2015，09：95-99.
[3]陈波.500kV变电站二次系统智能化设计关键问题研究[D].上海交通大学，2012.
论文作者:吴毅翔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/24
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