調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通道故障的查找

許繼電氣股份有限公司 陳燕

隨著農(nóng)網(wǎng)改造和創(chuàng)一流的開展，我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)大都經(jīng)歷了一到兩次升級(jí)，但由于種種原因，主站端設(shè)備與變電站端的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備（綜自或RTU）往往不是一個(gè)廠家生產(chǎn)的，即使是同一廠家也存在平臺(tái)、版本的差異。傳輸通道也多由不同廠家的光傳輸、擴(kuò)頻、載波等不同設(shè)備組成，所以在安裝調(diào)試及運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生通道中斷或誤碼等故障?，F(xiàn)就安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)中碰到的一些常見(jiàn)通道故障問(wèn)題，進(jìn)行介紹與分析。

1 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的作用

所謂調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA），即將發(fā)電廠、變電站的電壓、電流、功率、等遙測(cè)量和斷路器、刀閘、繼保裝置的觸點(diǎn)變位等遙信量進(jìn)行采集、編碼，上傳至調(diào)度主站，將調(diào)度的命令用數(shù)據(jù)形式下傳到遠(yuǎn)動(dòng)分站，進(jìn)行遙控、遙調(diào)操作，這些數(shù)據(jù)就是遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)。調(diào)度自動(dòng)化通道的作用，就是為這些數(shù)據(jù)提供一個(gè)暢通無(wú)阻的上下行通路。這些數(shù)據(jù)有的是直接接在通道的數(shù)字口上進(jìn)行傳輸，有的則是將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制器（MODEM）變換成音頻信號(hào)，經(jīng)傳輸通道的音頻接口傳輸?shù)綄?duì)方，對(duì)方再用解調(diào)器還原成原來(lái)的數(shù)據(jù)。

2 調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備的配合

就調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備來(lái)講，要想通道暢通，除設(shè)備的穩(wěn)定性要高外，在配合上還要做到以下幾方面統(tǒng)一。

2.1 報(bào)文規(guī)約要統(tǒng)一

主、分站設(shè)備規(guī)約選擇須統(tǒng)一，目前國(guó)內(nèi)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備最常用的規(guī)約有以下幾種：新部頒CDT規(guī)約（DL451-91）、武漢CDT規(guī)約、SCI1801規(guī)約、μ4F規(guī)約和MB88規(guī)約。

2.2 波特率（Baud Rate）要統(tǒng)一

波特（Baud）：波特是設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器）每秒鐘發(fā)生信號(hào)變化的量。它代表的是信號(hào)的變化，而不是傳輸數(shù)據(jù)的多少。它表示每秒鐘內(nèi)通信線路狀態(tài)改變的次數(shù)。

波特率（Baud Rate）：串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）數(shù)據(jù)的位數(shù)稱為波特率。

據(jù)我國(guó)電力部門現(xiàn)行使用較多的遠(yuǎn)動(dòng)制式，有300Baud、600Baud、1200Baud三種。波特率不統(tǒng)一，遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)就無(wú)法正常收發(fā)。不但要把主分站間的通信波特率設(shè)置一致，還要把MODEM里面的相應(yīng)斷路器設(shè)置一致。

2.3 同步字要統(tǒng)一

同步字可保證通道中的傳送順序，每楨報(bào)文前如果均收到完全正確的同步字，證明通道基本正常?，F(xiàn)多用三組EB90或D709作為同步字。如雙方同步字不統(tǒng)一，收不到要求的同步字頭，就無(wú)法接收后續(xù)報(bào)文。

2.4 音頻頻率要統(tǒng)一

原電力部規(guī)定，經(jīng)過(guò)MODEM后的調(diào)頻音頻頻率為：300 Baud 3000±150 Hz；600 Baud 2880±200 Hz，按慣例1200 Baud 1700±500(400)Hz。在原電力部規(guī)定中，600 Baud的中心頻率可根據(jù)用戶要求設(shè)為2880±60N(N為正整數(shù))Hz，但頻偏必須是±200Hz。調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠家或配置的MODEM應(yīng)遵照以上設(shè)置并可調(diào)。音頻頻率對(duì)準(zhǔn)確度要求很高，可用頻率計(jì)、選頻表、萬(wàn)用表的頻率檔進(jìn)行核校。還要注意音頻信號(hào)是否是良好的正弦波，可用示波器觀察。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中經(jīng)常出現(xiàn)MODEM輸出音頻頻率不準(zhǔn)，有的最大偏差達(dá)50Hz；還出現(xiàn)過(guò)信號(hào)波形是三角波的實(shí)例。測(cè)量頻率或觀察波形時(shí)應(yīng)設(shè)法送單一頻率。頻率不對(duì)則不通，頻率不準(zhǔn)或波形不良將造成嚴(yán)重誤碼。

2.5 正負(fù)邏輯要統(tǒng)一

所謂正邏輯，就是發(fā)“1”時(shí)為高電平，發(fā)“0”時(shí)為低電平；負(fù)邏輯則相反，發(fā)“1”時(shí)為電平，發(fā)“0”時(shí)為高電平。有時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)電平正常，波形良好，但收到的全是誤碼，這時(shí)就應(yīng)考慮雙方邏輯是否統(tǒng)一。

2.6 地址碼要統(tǒng)一

雙方報(bào)文的源地址和目的地址應(yīng)統(tǒng)一，如一方不按約定設(shè)置，或雙方事先沒(méi)有約定，將造成不通。

3 傳輸設(shè)備的檢查

3.1 音頻傳輸方式

遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)接上后，要先用耳機(jī)在輸入和輸出端聽一聽，是兩個(gè)頻率還是單一頻率，兩個(gè)頻率是數(shù)據(jù)信號(hào)，上行信號(hào)一般是雙音；單一頻率是測(cè)試頻率，下行信號(hào)可能是單音，但下行信號(hào)在定時(shí)發(fā)命令時(shí)也是雙音。聽到音頻證明通道是暢通的。有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)試、維護(hù)人員從音頻的高低、純潔度、清晰度，就能大概判斷遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備能不能上，不能上的原因在哪里。

聽完音頻后要用選頻電平表選測(cè)頻率，檢查哪個(gè)頻點(diǎn)擺動(dòng)到最大值，以確定遠(yuǎn)動(dòng)的實(shí)際波特率。最好是讓遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)置備測(cè)試頻率，用選頻表選測(cè)或用頻率計(jì)測(cè)量，有些萬(wàn)用表也帶有測(cè)頻率檔。如頻率與規(guī)定值有差別，應(yīng)告知遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備方進(jìn)行頻率校對(duì)并調(diào)整。如聽或測(cè)到有第三頻率，如300Baud有3000Hz，肯定是遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備出了問(wèn)題，這在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中經(jīng)常碰到。

檢查傳輸設(shè)備的傳輸質(zhì)量，要從以下六個(gè)方面著手：

3.1.1 傳輸電平的銜接要一致

一般規(guī)定是0Baud進(jìn)，0Baud出。但現(xiàn)場(chǎng)有許多不符之處，如遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備輸出不可調(diào)整或調(diào)整范圍小，遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備到傳輸設(shè)備的接入點(diǎn)，音頻電纜過(guò)長(zhǎng)。一般輸入在-20~+10波特都認(rèn)為正常，在傳輸設(shè)備上應(yīng)能進(jìn)行調(diào)整。如電力載波，外線發(fā)送相對(duì)于話音信號(hào)來(lái)講，300Baud比話音低8dB；600Baud比話音低3.5dB；傳送1200Baud時(shí)不傳話音，電平按話音電平標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整。輸出在10dB時(shí)應(yīng)為良好正弦波，范圍也為-20~+10dB之間，根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備需要可調(diào)。還要注意有的傳輸設(shè)備，輸入接口額定電平不是0Baud，而是-14Baud，0波特電平接入將造成過(guò)負(fù)荷，產(chǎn)生嚴(yán)重失真。

3.1.2 接口阻抗應(yīng)匹配

遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的MODEM收發(fā)與傳輸設(shè)備的收發(fā)接口處的阻抗，均規(guī)定為600Ω。

3.1.3 應(yīng)有足夠的雜音防衛(wèi)度

原電力部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為17Baud，而一般載波機(jī)都能達(dá)到25Baud以上，光端機(jī)則更高。

3.1.4 根據(jù)波特率要提供足夠的通路頻帶

300Baud傳送2850Hz和3150Hz，取2550~3400Hz帶寬；600Baud傳送2680Hz和3080Hz，取2200~3400Hz帶寬；1200Baud占用300~3400Hz全部話頻帶寬。電力載波應(yīng)據(jù)需要可調(diào)，如DPLC-2000電力載波機(jī)，具備帶寬可調(diào)功能；而光端、微波、擴(kuò)頻等設(shè)備一般用四線E/M通路中的收發(fā)通路，應(yīng)是300~3400Hz全部話頻帶寬無(wú)需調(diào)整。

3.1.5 收發(fā)信通路要有60dB以上的雜音防衛(wèi)度。

所謂雜音防衛(wèi)度，即傳輸信號(hào)電平與雜音電平的差值。雜音防衛(wèi)度越高，抗干擾能力越強(qiáng)；雜音防衛(wèi)度越低，傳輸信號(hào)受干擾越嚴(yán)重。

在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)光端機(jī)二四線轉(zhuǎn)換程序設(shè)置錯(cuò)誤，收發(fā)嚴(yán)重互串的實(shí)例。也有收發(fā)線接成線對(duì)的例子。

3.1.6 傳輸波形失真度要小

在輸入端和輸出端用示波器觀察波形，應(yīng)基本一致。包括波形應(yīng)無(wú)缺口或缺口很小。

3.2 數(shù)字傳輸方式

數(shù)字接口，通常用RS-232接口，需要注意的是設(shè)備接口之間的連線距離不能過(guò)長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)是15m，最好是兩設(shè)備相鄰，或在同一機(jī)房。最遠(yuǎn)是相鄰機(jī)房，不能超標(biāo)準(zhǔn)過(guò)多。如超過(guò)幾十米，應(yīng)用RS-422或其它接口方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

對(duì)于RS-232接口，遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備（也包括其它終端設(shè)備，如計(jì)算機(jī)）發(fā)送應(yīng)能量到電壓，一般應(yīng)為±（2~12）V左右，接收時(shí)量不到電壓；載波、光端等傳輸設(shè)備發(fā)送測(cè)不到電壓，接收應(yīng)能測(cè)到±(2~12)V左右的電壓。其接法是：

遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備——傳輸設(shè)備

發(fā)接發(fā) 收接收

傳輸設(shè)備——傳輸設(shè)備

發(fā)接收 收接發(fā)

連線應(yīng)帶屏蔽功能，另外還應(yīng)注意地線要接在同一地上。RS-232標(biāo)準(zhǔn)插頭不管是9針的，還是25針的，都有一個(gè)是地線，一定要將其連通。

通過(guò)以上幾個(gè)步驟的檢查，通訊仍然不通或誤碼率高，最后可用分段自環(huán)法，來(lái)判斷壓縮產(chǎn)生故障的范圍。方法是一端發(fā)出同步字、校時(shí)命令或報(bào)文，在收端用計(jì)算機(jī)觀察數(shù)據(jù)，收到的數(shù)據(jù)應(yīng)與發(fā)出的一致，如果收不到或誤碼，則故障就在環(huán)路以內(nèi)。遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)不能上傳，可將站端MODEM重新啟動(dòng)。檢查范圍為：

* MODEM輸出對(duì)輸入自環(huán)：檢查MODEM本身；

* 傳輸設(shè)備輸入線對(duì)輸出線自環(huán)：檢查連接線；

* 本端傳輸設(shè)備高頻自環(huán)：檢查本端傳輸設(shè)備；

對(duì)端傳輸設(shè)備輸出對(duì)輸入大環(huán)路自環(huán)：檢查通道及對(duì)端傳輸設(shè)備。

大環(huán)路自環(huán)，將是上下行兩個(gè)通道的相加，所以誤碼率將疊加。但也是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)常使用的方法之一。