發(fā)明涉及智能牽引變電站通訊技術(shù)，具體涉及牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)及其故障定位方法。
背景技術(shù)：
牽引變電站綜合自動化系統(tǒng)（簡稱綜自系統(tǒng)）是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。
智能牽引變電站二次設(shè)備是牽引變電站的重要部分，為了掌握智能牽引變電站的運行狀態(tài)，我們需要將二次設(shè)備的信號上傳到管理中心，以往的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境采用點對點的傳輸網(wǎng)絡(luò)，造成接線較多，環(huán)境復(fù)雜，因此我們需要設(shè)計一種環(huán)網(wǎng)，將二次設(shè)備分別掛設(shè)到環(huán)網(wǎng)中，利用環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，這種設(shè)計往往缺乏檢測手段，難以檢測到故障節(jié)點，同時數(shù)據(jù)在環(huán)網(wǎng)中傳輸容易造成數(shù)據(jù)不斷循環(huán)從而產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的在于提供牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)及其故障定位方法，解決數(shù)據(jù)的順序輸出，防止廣播風(fēng)暴產(chǎn)生，有效定位故障節(jié)點。
發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)，
包括由N個光收發(fā)器順次串聯(lián)構(gòu)成的一個光纖以太環(huán)網(wǎng)，相鄰光收發(fā)器通過光纖連接，N個光收發(fā)器中有N1個光收發(fā)器分別一一對應(yīng)監(jiān)測智能牽引變電站的N1個二次設(shè)備，N個光收發(fā)器中有3個光收發(fā)器分別一一對應(yīng)連接遠(yuǎn)動單元1、遠(yuǎn)動單元2、通用通信裝置，其中遠(yuǎn)動單元1、遠(yuǎn)動單元2、通用通信裝置順次串聯(lián)在一起；
其中連接通用通信裝置的光收發(fā)器設(shè)置有局端遙信端口；通過局端遙信端口輸出輸入遙信，
遙信包括：
局端設(shè)置遙信：指在全網(wǎng)中局端設(shè)置是否正確，錯誤有兩種情況，一是沒有設(shè)置局端，二是設(shè)置多個局端，該遙信告警為故障則后面的診斷結(jié)果均無效；
環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信：指明當(dāng)前環(huán)網(wǎng)狀態(tài)，正常還是故障；
模塊故障遙信：指光收發(fā)器本身出現(xiàn)故障；
通信故障遙信：指光收發(fā)器端口或與光收發(fā)器相連的光纖或相連的光收發(fā)器出現(xiàn)故障。
在本系統(tǒng)中，每一個光收發(fā)器視為一個節(jié)點，每一個節(jié)點發(fā)出遙信，最后循環(huán)回局端，通過收集局端處的遙信，根據(jù)環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信、模塊故障遙信、通信故障遙信分析出對應(yīng)光收發(fā)器是否故障或光纖或端口故障，一旦任意一個光收發(fā)器或光纖或端口故障，則環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信表現(xiàn)出故障。本系統(tǒng)，利用通用通信裝置作為起始設(shè)備和中點設(shè)備，信號從左側(cè)開始傳遞，若遙信最終循環(huán)一圈回到通用通信裝置，則視為環(huán)網(wǎng)狀態(tài)正常，沒有故障點，若遙信從左側(cè)傳遞到任意一個節(jié)點處無法傳遞，則當(dāng)前節(jié)點發(fā)送遙信返回局端，同時遙信從右側(cè)出發(fā)進入環(huán)網(wǎng)，當(dāng)遙信抵達故障節(jié)點時也發(fā)送遙信返回局端，將2個返回的遙信結(jié)合對比分析，得出故障節(jié)點。
所述二次設(shè)備包括1#主變二次設(shè)備，分別有1#主變測控設(shè)備、1#主變后備保護設(shè)備、1#主變主保護設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括2#主變二次設(shè)備，分別有2#主變測控設(shè)備、2#主變后備保護設(shè)備、2#主變主保護設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括饋線設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括并補設(shè)備和通用測控設(shè)備。
基于所述的牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，包括以下步驟：
S1、給每一個都配置一個網(wǎng)絡(luò)地址，
S2、從局端遙信端口輸入下行報文，從通用通信裝置的光收發(fā)器開始分別向左和向右的每一個光收發(fā)器依次傳遞下行報文，下行報文用于查詢光纖以太環(huán)網(wǎng)的工作運行狀態(tài)，當(dāng)下一個光收發(fā)器收到下行報文時，會返回一個上行報文，上行報文用于應(yīng)答環(huán)網(wǎng)的工作運行狀態(tài)，上行報文的應(yīng)用數(shù)據(jù)具體內(nèi)容包括環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信、檢測到節(jié)點數(shù)、左起故障類型、故障點左計數(shù)、右起故障類型、故障點右計數(shù)、當(dāng)前節(jié)點模式、左起局端位置、右起局端位置、環(huán)網(wǎng)局端情況；
S3，從局端遙信端口獲取上行報文，從上行報文的內(nèi)容中解讀出故障光收發(fā)器的位置和類型。
其中環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信的具體表示方式為：以0表示未知故障，1表示環(huán)網(wǎng)正常，2表示環(huán)網(wǎng)故障；
檢測到節(jié)點數(shù)的具體表示方式為：0表示未知節(jié)點數(shù)，x表示節(jié)點個數(shù)；
左起故障類型的具體表示方式為：0表示無故障，1表示節(jié)點故障，2表示通信故障，3表示節(jié)點工作在解環(huán)模式；
故障點左計數(shù)具體表示方式為：0表示本節(jié)點，n表示左邊第n個節(jié)點；
右起故障類型的具體表示方式為：0表示無故障，1表示節(jié)點故障，2表示通信故障，3表示節(jié)點工作在解環(huán)模式；
故障點右計數(shù)具體表示方式為：0表示本節(jié)點，n表示左邊第n個節(jié)點；
當(dāng)前節(jié)點模式具體表示方式為：0表示未知模式，1表示局端、直連，2表示遠(yuǎn)端、直連，3表示局端、解環(huán)；
左起局端位置具體表示方式為：0表示當(dāng)前位置，n表示左邊第n個，0xFF表示未知；
右起局端位置具體表示方式為：0表示當(dāng)前位置，n表示右邊第n個，0xFF表示未知；
環(huán)網(wǎng)局端情況具體表示方式為：2表示可能存在多個局端，0表示未發(fā)現(xiàn)局端，1表示正常個數(shù)。
當(dāng)上行報文為AFN=02時，“故障點左計數(shù)”、“故障點右計數(shù)”的參考節(jié)點是所查詢的節(jié)點；
當(dāng)上行報文為AFN=04時，“故障點左計數(shù)”、“故障點右計數(shù)”的參考節(jié)點是環(huán)網(wǎng)局端節(jié)點；
左起故障類型表示為出現(xiàn)在本節(jié)點左邊的故障類型。
此項為0（未知）時，表示從參考節(jié)點往左到局端節(jié)點未發(fā)現(xiàn)故障，此時，“故障點左計數(shù)”無效。
此項為1（節(jié)點故障）時，“故障點左計數(shù)”的值確定故障點位置，如“故障點左計數(shù)”的值為n，表示,左邊第n個節(jié)點存在故障。
此項為2（通信故障）時，“故障點左計數(shù)”的值確定環(huán)網(wǎng)節(jié)點間通信故障的位置，如“故障點左計數(shù)”的值為n，表示參考節(jié)點的左邊第n個節(jié)點與左邊第n+1個節(jié)點間存在通信故障。n為0時，表示參考節(jié)點與左邊第1個節(jié)點間存在通信故障。
此項為3（節(jié)點工作在解環(huán)模式）時，表示參考節(jié)點的左邊第某個節(jié)點工作在解環(huán)模式。工作在解環(huán)模式的節(jié)點位置由“故障點左計數(shù)”確定。
右起故障類型：與左起故障類型類似。
左起局端位置：局端節(jié)點在本節(jié)點左邊第多少個，為0時表示本節(jié)點是局端，為0xFF表示往左未發(fā)現(xiàn)局端。
右起局端位置：與“左起局端位置”類似。
當(dāng)前節(jié)點模式：局端模式，此模式下的節(jié)點管理整個環(huán)網(wǎng)，一個環(huán)網(wǎng)中有且僅有一個工作在局模式下的節(jié)點。遠(yuǎn)端模式，工作在此模式下的節(jié)點在局端的管理下工作。直連模式，正常情況下應(yīng)工作在此模式下。解環(huán)模式，工作在解環(huán)模式下的節(jié)點，相當(dāng)于邏輯上將它的四根光纖拔掉了。未知模式，如當(dāng)前節(jié)點網(wǎng)管接口故障，無法獲取當(dāng)前節(jié)點的工作模式。
發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：在通用通信裝置的光收發(fā)器設(shè)置局端遙信端口，在此處截取遙信和下發(fā)指令，作為一個控制節(jié)點使用，防止廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生，達到防止信息重復(fù)傳輸?shù)哪康模卧O(shè)備的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過對應(yīng)的光收發(fā)器進入環(huán)網(wǎng)傳輸，最終上傳到后端設(shè)備，而光收發(fā)器定義好通訊協(xié)議，其發(fā)生故障時會生成對應(yīng)的上傳報文，使得從局端獲得信息，以便知曉對應(yīng)的故障節(jié)點，通過左右雙向傳輸信號的方式判斷故障節(jié)點故障類型。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對發(fā)明實施例的限定。在附圖中：
圖1為發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋發(fā)明，并不作為對發(fā)明的限定。
實施例1
如圖1所示，牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)，
包括由18個光收發(fā)器順次串聯(lián)構(gòu)成的一個光纖以太環(huán)網(wǎng)，相鄰光收發(fā)器通過光纖連接，18個光收發(fā)器中有15個光收發(fā)器分別一一對應(yīng)監(jiān)測智能牽引變電站的15個二次設(shè)備，18個光收發(fā)器中有3個光收發(fā)器分別一一對應(yīng)連接遠(yuǎn)動單元1、遠(yuǎn)動單元2、通用通信裝置，其中遠(yuǎn)動單元1、遠(yuǎn)動單元2、通用通信裝置順次串聯(lián)在一起；
其中連接通用通信裝置的光收發(fā)器設(shè)置有局端遙信端口；通過局端遙信端口輸出輸入遙信，
遙信包括：
局端設(shè)置遙信：指在全網(wǎng)中局端設(shè)置是否正確，錯誤有兩種情況，一是沒有設(shè)置局端，二是設(shè)置多個局端，該遙信告警為故障則后面的診斷結(jié)果均無效；
環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信：指明當(dāng)前環(huán)網(wǎng)狀態(tài)，正常還是故障；
模塊故障遙信：指光收發(fā)器本身出現(xiàn)故障；
通信故障遙信：指光收發(fā)器端口或與光收發(fā)器相連的光纖或相連的光收發(fā)器出現(xiàn)故障。
在本系統(tǒng)中，每一個光收發(fā)器視為一個節(jié)點，每一個節(jié)點發(fā)出遙信，最后循環(huán)回局端，通過收集局端處的遙信，根據(jù)環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信、模塊故障遙信、通信故障遙信分析出對應(yīng)光收發(fā)器是否故障或光纖或端口故障，一旦任意一個光收發(fā)器或光纖或端口故障，則環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信表現(xiàn)出故障。本系統(tǒng)，利用通用通信裝置作為起始設(shè)備和中點設(shè)備，信號從左側(cè)開始傳遞，若遙信最終循環(huán)一圈回到通用通信裝置，則視為環(huán)網(wǎng)狀態(tài)正常，沒有故障點，若遙信從左側(cè)傳遞到任意一個節(jié)點處無法傳遞，則當(dāng)前節(jié)點發(fā)送遙信返回局端，同時遙信從右側(cè)出發(fā)進入環(huán)網(wǎng)，當(dāng)遙信抵達故障節(jié)點時也發(fā)送遙信返回局端，將2個返回的遙信結(jié)合對比分析，得出故障節(jié)點。
所述二次設(shè)備包括3個1#主變二次設(shè)備，分別有1#主變測控設(shè)備、1#主變后備保護設(shè)備、1#主變主保護設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括3個2#主變二次設(shè)備，分別有2#主變測控設(shè)備、2#主變后備保護設(shè)備、2#主變主保護設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括饋線設(shè)備。
所述二次設(shè)備包括并補設(shè)備和通用測控設(shè)備。
基于所述的牽引變電所綜自光收發(fā)器故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，包括以下步驟：
S1、給每一個都配置一個網(wǎng)絡(luò)地址，
S2、從局端遙信端口輸入下行報文，從通用通信裝置的光收發(fā)器開始分別向左和向右的每一個光收發(fā)器依次傳遞下行報文，下行報文用于查詢光纖以太環(huán)網(wǎng)的工作運行狀態(tài)，當(dāng)下一個光收發(fā)器收到下行報文時，會返回一個上行報文，上行報文用于應(yīng)答環(huán)網(wǎng)的工作運行狀態(tài)，上行報文的應(yīng)用數(shù)據(jù)具體內(nèi)容包括環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信、檢測到節(jié)點數(shù)、左起故障類型、故障點左計數(shù)、右起故障類型、故障點右計數(shù)、當(dāng)前節(jié)點模式、左起局端位置、右起局端位置、環(huán)網(wǎng)局端情況；
S3，從局端遙信端口獲取上行報文，從上行報文的內(nèi)容中解讀出故障光收發(fā)器的位置和類型。
其中環(huán)網(wǎng)狀態(tài)遙信的具體表示方式為：以0表示未知故障，1表示環(huán)網(wǎng)正常，2表示環(huán)網(wǎng)故障；
檢測到節(jié)點數(shù)的具體表示方式為：0表示未知節(jié)點數(shù)，x表示節(jié)點個數(shù)；
左起故障類型的具體表示方式為：0表示無故障，1表示節(jié)點故障，2表示通信故障，3表示節(jié)點工作在解環(huán)模式；
故障點左計數(shù)具體表示方式為：0表示本節(jié)點，n表示左邊第n個節(jié)點；
右起故障類型的具體表示方式為：0表示無故障，1表示節(jié)點故障，2表示通信故障，3表示節(jié)點工作在解環(huán)模式；
故障點右計數(shù)具體表示方式為：0表示本節(jié)點，n表示左邊第n個節(jié)點；
當(dāng)前節(jié)點模式具體表示方式為：0表示未知模式，1表示局端、直連，2表示遠(yuǎn)端、直連，3表示局端、解環(huán)；
左起局端位置具體表示方式為：0表示當(dāng)前位置，n表示左邊第n個，0xFF表示未知；
右起局端位置具體表示方式為：0表示當(dāng)前位置，n表示右邊第n個，0xFF表示未知；
環(huán)網(wǎng)局端情況具體表示方式為：2表示可能存在多個局端，0表示未發(fā)現(xiàn)局端，1表示正常個數(shù)。
當(dāng)上行報文為AFN=02時，“故障點左計數(shù)”、“故障點右計數(shù)”的參考節(jié)點是所查詢的節(jié)點；
當(dāng)上行報文為AFN=04時，“故障點左計數(shù)”、“故障點右計數(shù)”的參考節(jié)點是環(huán)網(wǎng)局端節(jié)點；
左起故障類型表示為出現(xiàn)在本節(jié)點左邊的故障類型。
此項為0（未知）時，表示從參考節(jié)點往左到局端節(jié)點未發(fā)現(xiàn)故障，此時，“故障點左計數(shù)”無效。
此項為1（節(jié)點故障）時，“故障點左計數(shù)”的值確定故障點位置，如“故障點左計數(shù)”的值為n，表示,左邊第n個節(jié)點存在故障。
此項為2（通信故障）時，“故障點左計數(shù)”的值確定環(huán)網(wǎng)節(jié)點間通信故障的位置，如“故障點左計數(shù)”的值為n，表示參考節(jié)點的左邊第n個節(jié)點與左邊第n+1個節(jié)點間存在通信故障。n為0時，表示參考節(jié)點與左邊第1個節(jié)點間存在通信故障。
此項為3（節(jié)點工作在解環(huán)模式）時，表示參考節(jié)點的左邊第某個節(jié)點工作在解環(huán)模式。工作在解環(huán)模式的節(jié)點位置由“故障點左計數(shù)”確定。
右起故障類型：與左起故障類型類似。
左起局端位置：局端節(jié)點在本節(jié)點左邊第多少個，為0時表示本節(jié)點是局端，為0xFF表示往左未發(fā)現(xiàn)局端。
右起局端位置：與“左起局端位置”類似。
當(dāng)前節(jié)點模式：局端模式，此模式下的節(jié)點管理整個環(huán)網(wǎng)，一個環(huán)網(wǎng)中有且僅有一個工作在局模式下的節(jié)點。遠(yuǎn)端模式，工作在此模式下的節(jié)點在局端的管理下工作。直連模式，正常情況下應(yīng)工作在此模式下。解環(huán)模式，工作在解環(huán)模式下的節(jié)點，相當(dāng)于邏輯上將它的四根光纖拔掉了。未知模式，如當(dāng)前節(jié)點網(wǎng)管接口故障，無法獲取當(dāng)前節(jié)點的工作模式。
以上所述的具體實施方式，對發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定發(fā)明的保護范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。