終端服務(wù)器方式的采集變電站電能表故障分析

卞艷茹

響水供電公司電力調(diào)度控制中心，江蘇 響水 224600

0 引言

電能量系統(tǒng)投運(yùn)初期，廠站端主要采用電能量遠(yuǎn)方終端采集，該產(chǎn)品基于科研設(shè)計(jì)開發(fā)，采用普通工控機(jī)硬件，需要配置電表地址規(guī)約等參數(shù)。本身存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)行穩(wěn)定性差，故障率較高。主站系統(tǒng)前置經(jīng)過終端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與電表通訊，讀取電表中的歷史負(fù)荷曲線和事件數(shù)據(jù)。與終端相比較，減少了采集傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)和參數(shù)配置的工作量。最重要的是，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)榻K端服務(wù)器作為裝置級(jí)的硬件產(chǎn)品，運(yùn)行穩(wěn)定可靠性較高。近年來，新建或改造的變電站，使用終端服務(wù)器采集后電能量數(shù)據(jù)正確性得到顯著提高。但是， 由于終端服務(wù)器使用時(shí)間較短，在近期技改和消缺等工作中遇到一些技術(shù)問題。本文針對(duì)近期220kV變電所A和110kV變電所B電能量消缺時(shí)出現(xiàn)的問題重點(diǎn)分析。

1 故障現(xiàn)象

在對(duì)60座變電站進(jìn)行電量采集方式的改造過程中，即將原有終端采集方式改造為終端服務(wù)器的采集方式，出現(xiàn)了一系列的技術(shù)問題，發(fā)現(xiàn)母線平衡率大于要求的2%，且多條線路電量采集失敗；改造后在對(duì)主站系統(tǒng)參數(shù)均設(shè)置正確后，發(fā)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)采集中斷。

2 故障分析與排查

下面分別對(duì)變電所A和變電所B出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析和解決。

2.1 變電所A

變電所A電站投運(yùn)較早，線路較多。電表類型為威勝和浩寧達(dá)及蘭吉爾ZD。并且在12月中旬進(jìn)行過電表改造，其中線路部分進(jìn)行了電能表更換，主變中壓側(cè)進(jìn)行了電表接線盒更換。從系統(tǒng)中觀察可得數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差就是從改造之日開始的。通過EMS系統(tǒng)進(jìn)行積分電量計(jì)算，并與之比對(duì)，發(fā)現(xiàn)電能量系統(tǒng)顯示值錯(cuò)誤，很多實(shí)際運(yùn)行中的線路的有功值在系統(tǒng)中顯示卻為零，并且原來一直走在在反向有功的主變中壓側(cè)電量，突然變成了正向有功，造成110kV側(cè)母線不平衡。

對(duì)比電量，分析參數(shù)配置，確定終端服務(wù)器采集電表問題所在。

由于變電所A現(xiàn)場(chǎng)，電表類型也比較多，因此情況較為復(fù)雜。

首先，#2主變中壓側(cè)702的電表底碼從改造之日起突然正反向有功交叉。利用系統(tǒng)中的電能表測(cè)試工具EMtest程序可以順利采集到該電表的常規(guī)曲線，初步排除了通訊上出現(xiàn)故障的可能性。和現(xiàn)場(chǎng)工作人員聯(lián)系，查看變電站電表的窗口值，發(fā)現(xiàn)EMtest程序讀到的電表數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)電表上顯示的一致，排除了電表地址錯(cuò)誤的可能性。進(jìn)一步分析電表的接線，可以得出，#2主變中壓側(cè)702的電表接線線序錯(cuò)誤。

其次，主站追補(bǔ)程序追補(bǔ)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)A11端口采集誤碼率嚴(yán)重，首先檢查電量系統(tǒng)中該端口的采集參數(shù)配置，沒有發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)一步仔細(xì)檢查終端服務(wù)器配置后，發(fā)現(xiàn)該端口流控配置項(xiàng)（flow control）配置錯(cuò)誤，應(yīng)選擇為none,而系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為sorfware。默認(rèn)設(shè)置會(huì)使通訊效果很差，造成電表采集誤碼率很高，并且容易造成計(jì)量端口堵塞，采集失敗。

另外，主站追補(bǔ)程序追補(bǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，端口A16采集失敗，經(jīng)過和現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系后，發(fā)現(xiàn)電能表運(yùn)行均正常。檢查現(xiàn)場(chǎng)該端口所接的電表后發(fā)現(xiàn)該端口一部分為浩寧達(dá)表，一部分為蘭吉爾ZD表。浩寧達(dá)表使用的波特率為12008E1，蘭吉爾ZD表的波特率為96008N1。終端服務(wù)器每個(gè)端口支持的波特率是唯一的，即每個(gè)端口只能支持采集同一波特率的電表，不同波特率的電表混接，會(huì)導(dǎo)致采集失敗。因此，將這些線路的電表分別分配至兩個(gè)采集端口A16和A01。其中終端服務(wù)器端口A16采集蘭吉爾ZD表，配置為96008N1；端口A01采集浩寧達(dá)表，配置為12008E1。然后進(jìn)行測(cè)試，電表采集均正常。

2.2 變電所B

終端采集方式改造成終端服務(wù)器采集方式，是將原接在終端上的一根通訊485總線接至終端服務(wù)器一個(gè)端口，主站系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后完成。變電所B電站通訊485總線改接后，在變電站用一臺(tái)測(cè)試機(jī)直接從終端服務(wù)器的網(wǎng)口上采集電表數(shù)據(jù)失敗。咨詢方天工程師，得知終端服務(wù)器每個(gè)端口所帶最大電表數(shù)為30。而變電所B共有50塊表，目前接在同一端口。因此在現(xiàn)場(chǎng)增加一根485通訊總線，將電表分配至兩個(gè)采集端口接入后，重新用測(cè)試機(jī)采集發(fā)現(xiàn)只能采集常規(guī)曲線，負(fù)荷曲線采集為空值。

由于終端服務(wù)器本身不具備電量負(fù)荷曲線的存儲(chǔ)功能，使用終端服務(wù)器采集方式，要求相應(yīng)電表支持負(fù)荷曲線采集，否則雖然該站所有電表表現(xiàn)為通訊正常，但是系統(tǒng)中看不到增量數(shù)據(jù)，需要升級(jí)電表程序或更換電表。

3 問題總結(jié)

綜合變電所A和長江路電能量改造中出現(xiàn)的問題，我們可以得到以下經(jīng)驗(yàn)：

1）電能表現(xiàn)場(chǎng)接線較為嚴(yán)格，不能隨意交換線序，否則會(huì)導(dǎo)致電表傳送數(shù)據(jù)正反向發(fā)生錯(cuò)亂，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤；

2）終端服務(wù)器的配置要正確，否則會(huì)影響通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致端口被長期占用，采集失??；

3）終端服務(wù)器每個(gè)采集端口只能設(shè)置一種波特率，因此不同類型的電能表要分別接入不同的端口，不能混接，在對(duì)一個(gè)變電站進(jìn)行更換電能表時(shí)，同電壓等級(jí)的電表盡量考慮使用同一類型電表，減少對(duì)采集端口的占用；

4）終端服務(wù)器每個(gè)端口的電平驅(qū)動(dòng)能力決定，其每個(gè)采集端口最大采集量為30塊電能表，如果一個(gè)端口接入過多電表，會(huì)由于端口驅(qū)動(dòng)能力不足，導(dǎo)致該端口采集失??；

5）終端服務(wù)器采集對(duì)電表也有特殊要求，必須使用支持能夠采集負(fù)荷曲線的電表，否則會(huì)導(dǎo)致采集失敗。部分表由于程序原因，必須升級(jí)。

為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每天可通過查看統(tǒng)計(jì)報(bào)表中的日數(shù)據(jù)，月累計(jì)數(shù)據(jù)，及時(shí)觀察數(shù)據(jù)上出現(xiàn)的質(zhì)量標(biāo)志字來判斷數(shù)據(jù)的正確度。對(duì)比數(shù)據(jù)變化，盡力做到在問題發(fā)生的當(dāng)日，解決排除故障，或者找到相應(yīng)的改進(jìn)替代措施。

4 結(jié)論

電費(fèi)計(jì)量以及變電站線路平衡的計(jì)算對(duì)電能量系統(tǒng)的依賴性越來越高，這種依賴的前提就是系統(tǒng)具有較高的可靠性。這就對(duì)電能量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性提出了更高的要求。這就要求我們各個(gè)生產(chǎn)部門之間緊密配合，積極協(xié)作，信息溝通及時(shí)。只有通過這些行之有效的手段，才能使電能量系統(tǒng)健康穩(wěn)定的運(yùn)行。

[1]國家電力調(diào)度通信中心.繼電保護(hù)培訓(xùn)教材.北京：中國電力出版社，2009.

[2]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，1997.