CN106452572A - 牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法 - Google Patents

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Abstract

发明公开了牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法，牵引变电所综自光收发器故障定位系统，包括由N个光收发器顺次串联构成的一个光纤以太环网，相邻光收发器通过光纤连接，N个光收发器中有N1个光收发器分别一一对应监测智能牵引变电站的N1个二次设备，N个光收发器中有3个光收发器分别一一对应连接远动单元1、远动单元2、通用通信装置，其中远动单元1、远动单元2、通用通信装置顺次串联在一起；其中连接通用通信装置的光收发器设置有局端遥信端口；通过局端遥信端口输出输入遥信，遥信包括：局端设置遥信、环网状态遥信、模块故障遥信、通信故障遥信。

Description

牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法
技术领域
发明涉及智能牵引变电站通讯技术，具体涉及牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法。
背景技术
牵引变电站综合自动化系统（简称综自系统）是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
智能牵引变电站二次设备是牵引变电站的重要部分，为了掌握智能牵引变电站的运行状态，我们需要将二次设备的信号上传到管理中心，以往的数据传输环境采用点对点的传输网络，造成接线较多，环境复杂，因此我们需要设计一种环网，将二次设备分别挂设到环网中，利用环网传输数据，这种设计往往缺乏检测手段，难以检测到故障节点，同时数据在环网中传输容易造成数据不断循环从而产生广播风暴。
发明内容
发明目的在于提供牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法，解决数据的顺序输出，防止广播风暴产生，有效定位故障节点。
发明通过下述技术方案实现：
牵引变电所综自光收发器故障定位系统，
包括由N个光收发器顺次串联构成的一个光纤以太环网，相邻光收发器通过光纤连接，N个光收发器中有N1个光收发器分别一一对应监测智能牵引变电站的N1个二次设备，N个光收发器中有3个光收发器分别一一对应连接远动单元1、远动单元2、通用通信装置，其中远动单元1、远动单元2、通用通信装置顺次串联在一起；
其中连接通用通信装置的光收发器设置有局端遥信端口；通过局端遥信端口输出输入遥信，
遥信包括：
局端设置遥信：指在全网中局端设置是否正确，错误有两种情况，一是没有设置局端，二是设置多个局端，该遥信告警为故障则后面的诊断结果均无效；
环网状态遥信：指明当前环网状态，正常还是故障；
模块故障遥信：指光收发器本身出现故障；
通信故障遥信：指光收发器端口或与光收发器相连的光纤或相连的光收发器出现故障。
在本系统中，每一个光收发器视为一个节点，每一个节点发出遥信，最后循环回局端，通过收集局端处的遥信，根据环网状态遥信、模块故障遥信、通信故障遥信分析出对应光收发器是否故障或光纤或端口故障，一旦任意一个光收发器或光纤或端口故障，则环网状态遥信表现出故障。本系统，利用通用通信装置作为起始设备和中点设备，信号从左侧开始传递，若遥信最终循环一圈回到通用通信装置，则视为环网状态正常，没有故障点，若遥信从左侧传递到任意一个节点处无法传递，则当前节点发送遥信返回局端，同时遥信从右侧出发进入环网，当遥信抵达故障节点时也发送遥信返回局端，将2个返回的遥信结合对比分析，得出故障节点。
所述二次设备包括1#主变二次设备，分别有1#主变测控设备、1#主变后备保护设备、1#主变主保护设备。
所述二次设备包括2#主变二次设备，分别有2#主变测控设备、2#主变后备保护设备、2#主变主保护设备。
所述二次设备包括馈线设备。
所述二次设备包括并补设备和通用测控设备。
基于所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统的故障定位方法，包括以下步骤：
S1、给每一个都配置一个网络地址，
S2、从局端遥信端口输入下行报文，从通用通信装置的光收发器开始分别向左和向右的每一个光收发器依次传递下行报文，下行报文用于查询光纤以太环网的工作运行状态，当下一个光收发器收到下行报文时，会返回一个上行报文，上行报文用于应答环网的工作运行状态，上行报文的应用数据具体内容包括环网状态遥信、检测到节点数、左起故障类型、故障点左计数、右起故障类型、故障点右计数、当前节点模式、左起局端位置、右起局端位置、环网局端情况；
S3，从局端遥信端口获取上行报文，从上行报文的内容中解读出故障光收发器的位置和类型。
其中环网状态遥信的具体表示方式为：以0表示未知故障，1表示环网正常，2表示环网故障；
检测到节点数的具体表示方式为：0表示未知节点数，x表示节点个数；
左起故障类型的具体表示方式为：0表示无故障，1表示节点故障，2表示通信故障，3表示节点工作在解环模式；
故障点左计数具体表示方式为：0表示本节点，n表示左边第n个节点；
右起故障类型的具体表示方式为：0表示无故障，1表示节点故障，2表示通信故障，3表示节点工作在解环模式；
故障点右计数具体表示方式为：0表示本节点，n表示左边第n个节点；
当前节点模式具体表示方式为：0表示未知模式，1表示局端、直连，2表示远端、直连，3表示局端、解环；
左起局端位置具体表示方式为：0表示当前位置，n表示左边第n个，0xFF表示未知；
右起局端位置具体表示方式为：0表示当前位置，n表示右边第n个，0xFF表示未知；
环网局端情况具体表示方式为：2表示可能存在多个局端，0表示未发现局端，1表示正常个数。
当上行报文为AFN=02时，“故障点左计数”、“故障点右计数”的参考节点是所查询的节点；
当上行报文为AFN=04时，“故障点左计数”、“故障点右计数”的参考节点是环网局端节点；
左起故障类型表示为出现在本节点左边的故障类型。
此项为0（未知）时，表示从参考节点往左到局端节点未发现故障，此时，“故障点左计数”无效。
此项为1（节点故障）时，“故障点左计数”的值确定故障点位置，如“故障点左计数”的值为n，表示,左边第n个节点存在故障。
此项为2（通信故障）时，“故障点左计数”的值确定环网节点间通信故障的位置，如“故障点左计数”的值为n，表示参考节点的左边第n个节点与左边第n+1个节点间存在通信故障。n为0时，表示参考节点与左边第1个节点间存在通信故障。
此项为3（节点工作在解环模式）时，表示参考节点的左边第某个节点工作在解环模式。工作在解环模式的节点位置由“故障点左计数”确定。
右起故障类型：与左起故障类型类似。
左起局端位置：局端节点在本节点左边第多少个，为0时表示本节点是局端，为0xFF表示往左未发现局端。
右起局端位置：与“左起局端位置”类似。
当前节点模式：局端模式，此模式下的节点管理整个环网，一个环网中有且仅有一个工作在局模式下的节点。远端模式，工作在此模式下的节点在局端的管理下工作。直连模式，正常情况下应工作在此模式下。解环模式，工作在解环模式下的节点，相当于逻辑上将它的四根光纤拔掉了。未知模式，如当前节点网管接口故障，无法获取当前节点的工作模式。
发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：在通用通信装置的光收发器设置局端遥信端口，在此处截取遥信和下发指令，作为一个控制节点使用，防止广播风暴的产生，达到防止信息重复传输的目的，二次设备的电信号转换为光信号，通过对应的光收发器进入环网传输，最终上传到后端设备，而光收发器定义好通讯协议，其发生故障时会生成对应的上传报文，使得从局端获得信息，以便知晓对应的故障节点，通过左右双向传输信号的方式判断故障节点故障类型。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对发明实施例的限定。在附图中：
图1为发明结构示意图。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对发明作进一步的详细说明，发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释发明，并不作为对发明的限定。
实施例1
如图1所示，牵引变电所综自光收发器故障定位系统，
包括由18个光收发器顺次串联构成的一个光纤以太环网，相邻光收发器通过光纤连接，18个光收发器中有15个光收发器分别一一对应监测智能牵引变电站的15个二次设备，18个光收发器中有3个光收发器分别一一对应连接远动单元1、远动单元2、通用通信装置，其中远动单元1、远动单元2、通用通信装置顺次串联在一起；
其中连接通用通信装置的光收发器设置有局端遥信端口；通过局端遥信端口输出输入遥信，
遥信包括：
局端设置遥信：指在全网中局端设置是否正确，错误有两种情况，一是没有设置局端，二是设置多个局端，该遥信告警为故障则后面的诊断结果均无效；
环网状态遥信：指明当前环网状态，正常还是故障；
模块故障遥信：指光收发器本身出现故障；
通信故障遥信：指光收发器端口或与光收发器相连的光纤或相连的光收发器出现故障。
在本系统中，每一个光收发器视为一个节点，每一个节点发出遥信，最后循环回局端，通过收集局端处的遥信，根据环网状态遥信、模块故障遥信、通信故障遥信分析出对应光收发器是否故障或光纤或端口故障，一旦任意一个光收发器或光纤或端口故障，则环网状态遥信表现出故障。本系统，利用通用通信装置作为起始设备和中点设备，信号从左侧开始传递，若遥信最终循环一圈回到通用通信装置，则视为环网状态正常，没有故障点，若遥信从左侧传递到任意一个节点处无法传递，则当前节点发送遥信返回局端，同时遥信从右侧出发进入环网，当遥信抵达故障节点时也发送遥信返回局端，将2个返回的遥信结合对比分析，得出故障节点。
所述二次设备包括3个1#主变二次设备，分别有1#主变测控设备、1#主变后备保护设备、1#主变主保护设备。
所述二次设备包括3个2#主变二次设备，分别有2#主变测控设备、2#主变后备保护设备、2#主变主保护设备。
所述二次设备包括馈线设备。
所述二次设备包括并补设备和通用测控设备。
基于所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统的故障定位方法，包括以下步骤：
S1、给每一个都配置一个网络地址，
S2、从局端遥信端口输入下行报文，从通用通信装置的光收发器开始分别向左和向右的每一个光收发器依次传递下行报文，下行报文用于查询光纤以太环网的工作运行状态，当下一个光收发器收到下行报文时，会返回一个上行报文，上行报文用于应答环网的工作运行状态，上行报文的应用数据具体内容包括环网状态遥信、检测到节点数、左起故障类型、故障点左计数、右起故障类型、故障点右计数、当前节点模式、左起局端位置、右起局端位置、环网局端情况；
S3，从局端遥信端口获取上行报文，从上行报文的内容中解读出故障光收发器的位置和类型。
其中环网状态遥信的具体表示方式为：以0表示未知故障，1表示环网正常，2表示环网故障；
检测到节点数的具体表示方式为：0表示未知节点数，x表示节点个数；
左起故障类型的具体表示方式为：0表示无故障，1表示节点故障，2表示通信故障，3表示节点工作在解环模式；
故障点左计数具体表示方式为：0表示本节点，n表示左边第n个节点；
右起故障类型的具体表示方式为：0表示无故障，1表示节点故障，2表示通信故障，3表示节点工作在解环模式；
故障点右计数具体表示方式为：0表示本节点，n表示左边第n个节点；
当前节点模式具体表示方式为：0表示未知模式，1表示局端、直连，2表示远端、直连，3表示局端、解环；
左起局端位置具体表示方式为：0表示当前位置，n表示左边第n个，0xFF表示未知；
右起局端位置具体表示方式为：0表示当前位置，n表示右边第n个，0xFF表示未知；
环网局端情况具体表示方式为：2表示可能存在多个局端，0表示未发现局端，1表示正常个数。
当上行报文为AFN=02时，“故障点左计数”、“故障点右计数”的参考节点是所查询的节点；
当上行报文为AFN=04时，“故障点左计数”、“故障点右计数”的参考节点是环网局端节点；
左起故障类型表示为出现在本节点左边的故障类型。
此项为0（未知）时，表示从参考节点往左到局端节点未发现故障，此时，“故障点左计数”无效。
此项为1（节点故障）时，“故障点左计数”的值确定故障点位置，如“故障点左计数”的值为n，表示,左边第n个节点存在故障。
此项为2（通信故障）时，“故障点左计数”的值确定环网节点间通信故障的位置，如“故障点左计数”的值为n，表示参考节点的左边第n个节点与左边第n+1个节点间存在通信故障。n为0时，表示参考节点与左边第1个节点间存在通信故障。
此项为3（节点工作在解环模式）时，表示参考节点的左边第某个节点工作在解环模式。工作在解环模式的节点位置由“故障点左计数”确定。
右起故障类型：与左起故障类型类似。
左起局端位置：局端节点在本节点左边第多少个，为0时表示本节点是局端，为0xFF表示往左未发现局端。
右起局端位置：与“左起局端位置”类似。
当前节点模式：局端模式，此模式下的节点管理整个环网，一个环网中有且仅有一个工作在局模式下的节点。远端模式，工作在此模式下的节点在局端的管理下工作。直连模式，正常情况下应工作在此模式下。解环模式，工作在解环模式下的节点，相当于逻辑上将它的四根光纤拔掉了。未知模式，如当前节点网管接口故障，无法获取当前节点的工作模式。
以上所述的具体实施方式，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为发明的具体实施方式而已，并不用于限定发明的保护范围，凡在发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.牵引变电所综自光收发器故障定位系统，包括牵引综合系统的间隔层内的设有光收发器，其中，牵引变电所综自光收发器故障定位系统将对光收发器故障进行定位，其特征在于，
包括由N个光收发器顺次串联构成的一个光纤以太环网，相邻光收发器通过光纤连接，N个光收发器中有N1个光收发器分别一一对应监测智能牵引变电站的N1个二次设备，N个光收发器中有3个光收发器分别一一对应连接远动单元1、远动单元2、通用通信装置，其中远动单元1、远动单元2、通用通信装置顺次串联在一起；
其中连接通用通信装置的光收发器设置有局端遥信端口；通过局端遥信端口输出输入遥信，
遥信包括：
局端设置遥信：指在全网中局端设置是否正确，错误有两种情况，一是没有设置局端，二是设置多个局端，该遥信告警为故障则后面的诊断结果均无效；
环网状态遥信：指明当前环网状态，正常还是故障；
模块故障遥信：指光收发器本身出现故障；
通信故障遥信：指光收发器端口或与光收发器相连的光纤或相连的光收发器出现故障。
2.根据权利要求1所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统，其特征在于，所述二次设备包括1#主变二次设备，分别有1#主变测控设备、1#主变后备保护设备、1#主变主保护设备。
3.根据权利要求1所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统，其特征在于，所述二次设备包括2#主变二次设备，分别有2#主变测控设备、2#主变后备保护设备、2#主变主保护设备。
4.根据权利要求1所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统，其特征在于，所述二次设备包括馈线设备。
5.根据权利要求1所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统，其特征在于，所述二次设备包括并补设备和通用测控设备。
6.基于权利要求1-5中任意一项所述的牵引变电所综自光收发器故障定位系统的故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、给每一个都配置一个网络地址，
S2、从遥信端口输入下行报文，从通用通信装置的光收发器开始分别向左和向右的每一个光收发器依次传递下行报文，下行报文用于查询光纤以太环网的工作运行状态，当下一个光收发器收到下行报文时，会返回一个上行报文，上行报文用于应答环网的工作运行状态，上行报文的应用数据具体内容包括环网状态遥信、检测到节点数、左起故障类型、故障点左计数、右起故障类型、故障点右计数、当前节点模式、左起局端位置、右起局端位置、环网局端情况；
S3，从遥信端口获取上下报文，从上下报文的内容中解读出故障光收发器的位置和类型。
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