系統(tǒng)遙信誤碼產(chǎn)生原因及排查方法＊SCADA

張 頁,謝 軍,費冬虎

（長興供電局,浙江 湖州 313100）

系統(tǒng)遙信誤碼產(chǎn)生原因及排查方法＊
SCADA

張 頁,謝 軍,費冬虎

（長興供電局,浙江 湖州 313100）

遙信誤碼現(xiàn)象是SCADA系統(tǒng)普遍存在的問題.分析了遙信誤碼的不良影響,以及對遙信數(shù)據(jù)采集、傳輸和加工處理過程中可能引起誤碼的一些原因,并就怎樣排查誤碼數(shù)據(jù)進行了探討.

遙信;誤碼;SCADA;排查方法

遙信誤碼現(xiàn)象長期存在于變電所監(jiān)控系統(tǒng)中,是調(diào)度自動化維護人員與變電運行人員較頭痛的問題之一.隨著AVC等實時控制軟件在SCADA系統(tǒng)中的廣泛應用,遙信誤碼對整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響更是日益顯露.分析其產(chǎn)生的原因并采取相應的對策來減少或消除誤碼現(xiàn)象,是如今調(diào)度自動化專業(yè)人員的當務之急.

1 誤碼產(chǎn)生原因

圖1給出了遙信信號從現(xiàn)場采集到主站處理的全部過程.

圖1中遙信信號通過光電隔離電路進行采集,經(jīng)電纜輸入遠動終端設(shè)備.遠動設(shè)備按照預先規(guī)定的傳輸規(guī)約將信息進行整理打包,由調(diào)制解調(diào)器將基帶信號變換成適合遠距離傳輸?shù)哪M信號,經(jīng)音頻電纜接入PCM設(shè)備,并通過SDH通信網(wǎng)絡上傳到調(diào)度端.到達主站的遠動信號再經(jīng)過上述過程的逆變換,最終在主站監(jiān)控設(shè)備上得以體現(xiàn).在整個遙信數(shù)據(jù)采集傳輸處理流程中,可能產(chǎn)生誤碼的環(huán)節(jié)有以下幾個：

1.1 采集回路

變站內(nèi)高壓電器設(shè)備的操作、低壓交流、直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作、雷電引起的浪涌電壓、電氣設(shè)備周圍靜電場和輸電線路故障所產(chǎn)生的瞬間過程等都會產(chǎn)生電磁干擾.變電站現(xiàn)場斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的輔助觸點處于惡劣的電磁干擾環(huán)境中,這些輔助觸點通過長引線連接到輸入回路,也必然帶來干擾信息.當這些干擾超過一定的能量,便產(chǎn)生遙信誤碼現(xiàn)象.同時,遙信回路觸點接觸不良也是產(chǎn)生遙信誤碼的一個很重要原因.由于開關(guān)經(jīng)常操作,輔助觸點的機械傳動部分出現(xiàn)間隙,加上開關(guān)動作的震動,會造成觸點不對位或接觸不良,引起遙信誤動或不動;觸點表面氧化也會造成在接觸過程中遙信信號的抖動,從而產(chǎn)生誤碼.

1.2 遠動設(shè)備

遠動設(shè)備的機理是,接收站內(nèi)總線上的各種數(shù)據(jù),并從中選取主站所需數(shù)據(jù),按照廠站、主站雙方預設(shè)的通信規(guī)約,將其重新打包存入數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū),并等待接口逐位輸出至調(diào)制解調(diào)器.當遠動設(shè)備軟件運行不穩(wěn)定、程序常?！白唢w”時,其輸出緩沖區(qū)就可能會被改寫,從而其輸出的數(shù)據(jù)將會出現(xiàn)亂碼,而體現(xiàn)在主站上便是毫無規(guī)律的誤碼.

1.3 調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器由調(diào)制和解調(diào)兩部分組成.調(diào)制過程是將“0/1”電平信號轉(zhuǎn)變成頻率為f0/f1的音頻信號.解調(diào)過程則是將f0/f1音頻信號還原成“0/1”的電平信號.調(diào)制解調(diào)器穩(wěn)定性要求較高.當調(diào)制端載頻由于受到器件老化或溫升影響而發(fā)生偏移超出允許范圍時,解調(diào)器就無法正確解碼.當它位于臨界狀態(tài)或受到外界干擾時,解調(diào)器發(fā)生誤碼的幾率將增大.與此同時,調(diào)制解調(diào)器的編碼解碼能力會因廠家的不同而不同,即便是同一廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品,也會隨型號和軟件版本的不同而有差別.而廠站、主站雙發(fā)調(diào)制解調(diào)器中心頻率的設(shè)置不一致,同樣也會導致誤碼現(xiàn)象的產(chǎn)生.

2 排查方法

由于引起誤遙信的因素很多,而且其出現(xiàn)的時間和頻率有很大的隨機性,從而給自動化運行人員帶來了很大的困難.實際工作中,我們發(fā)現(xiàn),遙信誤碼與廠站通道誤碼率有密切的關(guān)系.圖2給出了某局自動化系統(tǒng)2009年1月～4月誤碼率與遙信誤碼產(chǎn)生次數(shù)的對比情況.圖中可以明顯看出,當誤碼率高于部頒要求10的-5次方（即＜0.01%）時,其產(chǎn)生遙信誤碼的次數(shù)越多,反之越少.由此可見,通道誤碼率較高的廠站最應引起我們的關(guān)注.通?？蓮膹S站側(cè)、傳輸通道和主站側(cè)來逐層分析排查,縮小故障范圍.

2.1 廠站設(shè)備

通過比對變電所當?shù)乇O(jiān)控和主站監(jiān)控的數(shù)據(jù),看上報告警是否一致.如當?shù)乇O(jiān)控有上報告警,初步判斷為遙信回路產(chǎn)生故障,應及時檢查節(jié)點接觸是否正常.如沒有告警上報,則首先查看廠站RTU當前報文的協(xié)議類型和波特率等參數(shù)設(shè)置是否與主站匹配.實際現(xiàn)場曾出現(xiàn)由于將備用通道的高速調(diào)制解調(diào)器更換成低速調(diào)制解調(diào),沒有及時修改廠站RTU的波特率,導致日后主備通道切換,備用通道上報誤碼的現(xiàn)象.其次再檢查調(diào)制解調(diào)器的運行是否正常.可采用在現(xiàn)場接一臺計算機和性能較好的MODEM,直接接收廠站MODEM發(fā)出的數(shù)據(jù),存儲并進行解碼分析,以排除MODEM及通道的影響.由于廠家的不同,其調(diào)制解調(diào)能力和工作穩(wěn)定性相差較大,必要時可以更換調(diào)制解調(diào)器來觀察誤碼現(xiàn)象是否減小.

2.2 傳輸通道

排除廠站RTU和調(diào)制解調(diào)器的影響之后,如誤碼沒有明顯減少,再考慮傳輸網(wǎng)絡對遙信信號的干擾.針對PCM網(wǎng)絡,可通過64M通道特性偵測儀來檢測其通道的誤碼率.而SDH光網(wǎng)絡,可分別采用2M誤碼儀和主站網(wǎng)管通道性能測試模塊兩種方式來判斷傳輸通道的良好,并采取變更通道的方法來觀察誤碼是否減少.

2.3 主站設(shè)備

通過逐層的排查,在確定廠站設(shè)備與通道都完好的情況下,將故障點鎖定為主站設(shè)備.檢查調(diào)度端SDH設(shè)備和主站調(diào)制解調(diào)器之間的電纜走線是否合理,送出的電平是否在正常的范圍之內(nèi).然后檢查主站調(diào)制解調(diào)器的波特率及載波偏移情況,并觀察調(diào)制解調(diào)器指示燈的閃爍狀態(tài)判斷其運行是否正常.最后檢查SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集服務器軟件是否運行穩(wěn)定或是否經(jīng)常自復位重啟.通過這些檢查,我們大體上就能確定主站端產(chǎn)生遙信誤碼的設(shè)備.

2.4 通道時鐘

通道時鐘的同步性問題,也會引起誤碼的產(chǎn)生.主備通道的時鐘不一致,當發(fā)生倒換時,由于時隙的不同,同樣上報連續(xù)的遙信誤碼.

以上討論了遙信誤碼產(chǎn)生的常見原因,并給出了誤碼產(chǎn)生的分析與排查方法.雖然文中所述的重點是遙信數(shù)據(jù),但該方法對分析和處理SCADA系統(tǒng)遙測誤碼問題也具有一定的借鑒和參考意義.

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TP806+.3

A

1009-1734（2010）S0-0100-03

2010-05-10

張頁,助理工程師,從事調(diào)度自動化研究.