電站遠動通信系統(tǒng)故障及處理方法探討

李樹奇

（鄭州煤炭工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司供電分公司，河南 鄭州 452370）

0 引 言

電力同經(jīng)濟及社會發(fā)展關(guān)系密切，不但要滿足經(jīng)濟及社會發(fā)展需要，還要滿足人們的生活需要。為滿足人們用電安全及電力需求，必須強化電力系統(tǒng)智能化建設(shè)。在此背景下，遠動通信傳輸技術(shù)受到關(guān)注，并被應(yīng)用于電力系統(tǒng)。應(yīng)用遠動通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電站調(diào)度的自動化和智能化，為電站安全穩(wěn)定運行提供重要保障[1]。然而，此系統(tǒng)運行一定時間后會出現(xiàn)故障問題，從而影響電站網(wǎng)絡(luò)運行的質(zhì)量和安全。及時發(fā)現(xiàn)并處理此故障，有助于確保電站穩(wěn)定有效運行。本文從遠動通信系統(tǒng)工作原理入手，分析其故障問題，并探討其技術(shù)處理措施。

1 遠動通信系統(tǒng)的工作原理

隨著信息化技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設(shè)備技術(shù)得到了有效發(fā)展，其中遠動通信技術(shù)也不例外，并被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。遠動通信技術(shù)的應(yīng)用能夠有效連接變電站與傳輸主站通道，加快信息傳遞速度，強化信息交流。遠動通信系統(tǒng)運行中需要依賴遠動設(shè)備搜集遠方電站、變電站的負荷、電壓等運行信息[2]，并對此信息實施匯總分析和處理再傳輸至調(diào)度中心。電站調(diào)度中心依據(jù)此信息內(nèi)容和性質(zhì)合理調(diào)度工作，將相關(guān)調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸至電站，從而實現(xiàn)對電站的遠程控制和操作。這種遠距離遙控操作正是遠動通信系統(tǒng)的應(yīng)用價值和優(yōu)勢所在。

遠動通信系統(tǒng)主要由通信設(shè)備及遠動設(shè)備構(gòu)成。遠動設(shè)備為安裝在電站生產(chǎn)方面的RTU遠動裝置，以有效采集電力負荷、功率、電壓以及開關(guān)狀況等的狀態(tài)量、數(shù)值量信號；通信裝置則為經(jīng)過處理后的信號在信道傳輸?shù)倪^程。由硬件來看，遠動通信系統(tǒng)主要包括傳輸媒介、調(diào)制調(diào)解裝置、通信機及遠動裝置等。所以，遠動通信工作原理主要涉及通信傳輸、信道編碼及數(shù)據(jù)采集等原理。

信道編碼。傳輸信號的過程中易受到自身衰減及干擾的影響，導(dǎo)致傳輸出現(xiàn)差錯。為了提高信道抗干擾性及其傳輸穩(wěn)定性，信道編碼技術(shù)應(yīng)運而生。信道編碼為傳輸數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)流實施編碼處理，減少通信系統(tǒng)的誤碼率。當(dāng)前，常用的信道編碼多為循環(huán)碼和線性分組碼的融合應(yīng)用。

數(shù)據(jù)采集。遠動通信系統(tǒng)主要依靠傳感器、PT以及CT等感應(yīng)設(shè)備的數(shù)字及模擬被測單元電流量及電壓量[3]，但因直流取樣的穩(wěn)定性差且誤差大，常選擇交流取樣方式取樣，且取樣頻率要超過信號頻率，以使取樣值反映出站端的運行參數(shù)及狀態(tài)，而后在低通濾波器濾波后由采樣保持器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸送到上位機，由其處理分析電平信號。通常，數(shù)據(jù)采集涉及應(yīng)用A/D轉(zhuǎn)換器、信道切換等技術(shù)。

通信傳輸。通信傳輸工作主要包括傳輸制式、介質(zhì)、規(guī)約及工作模式等內(nèi)容。傳輸方式及傳輸介質(zhì)不同其所需的調(diào)制調(diào)解設(shè)備，當(dāng)前常用的傳輸形式主要是衛(wèi)星通信、微波通信及電力載波以及光纖通信等，在近距離傳輸中主要通過音頻電力進行傳輸。傳輸制式有問答式和循環(huán)式兩種。傳輸規(guī)約主要有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、幀格式及同步方式等標準及規(guī)范。串口通常為NTP和STP。工作方式主要包括全雙工、半雙工和單工等，其中全雙工為下行、上行同時傳輸模式。

2 電站遠動通信故障及其處理方法

變電站遠動通信系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，但在通信傳輸及遠動裝置調(diào)試安裝及運行中常出現(xiàn)誤碼、信息不暢等問題，影響電網(wǎng)調(diào)度的運行質(zhì)量，制約了遠動調(diào)控工作的發(fā)展。

2.1 模擬通信傳輸通道故障

傳輸通道故障主要是信息不暢。一旦發(fā)現(xiàn)傳輸通道出現(xiàn)誤碼或不暢問題，電力人員需首先觀察系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置問題，檢查分析其波特率、因頻率、正負邏輯、同步字及報文規(guī)約是否統(tǒng)一。當(dāng)前，電力遠動傳輸選擇的波特率通常為1 200 Baud、600 Baud或300 Baud。如果所設(shè)遠動裝置的波特率存在差異，則無法準確傳輸數(shù)據(jù)。所以，要統(tǒng)一電站相應(yīng)開關(guān)的波特率[4]。在遠動傳輸裝置中，常通過音頻信號和調(diào)制解調(diào)器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如果音頻頻率同波特率不一致，也會影響其傳輸。當(dāng)然，傳輸信號時不同頻率的正負邏輯要一致，如果二者不統(tǒng)一，會出現(xiàn)遠動電平及波形正常但接收的為錯碼。此外，報文規(guī)約及同步字要統(tǒng)一，如果每幀報文前收到的同步字完全正確，則表明通道運行正常，否則無法進行后續(xù)報文的正確接收。若對方能夠在收到后調(diào)解出雙方同步字，而其他數(shù)據(jù)無法解釋，則表明遠動報文規(guī)約存在偏差。此時應(yīng)調(diào)試雙方的報文規(guī)約，仔細核對，以確保下送操作、采集、傳輸、顯示以及執(zhí)行等環(huán)節(jié)是準確的。

同時，接收到遠動信號后要利用耳機聽一聽輸出和輸入，明確其頻率是單一頻率還是兩個頻率，而后應(yīng)用選頻電平表測試頻率，觀察其頻點最大擺動值，以明確其實際的波特率。遠動輸入的電平正常范圍與輸出值正常范圍一致，如果電平過低，則表明通道不常。此方法能夠?qū)νǖ肋\行狀態(tài)進行初步評估。另外，測試頻率最好設(shè)置在遠動裝置中，通過頻率計或選頻表進行測量。若頻率同規(guī)定值不一致，要通知遠動裝置方校對和調(diào)整頻率。如果測量到或聽到存在第三頻率，則遠動裝置存在問題。

當(dāng)然，路修對會影響傳輸質(zhì)量。路修是否平整主要從傳輸電平銜接一致、雜音防衛(wèi)、接口阻抗匹配度、通頻帶、傳輸波形失真程度及聲音防衛(wèi)等方面進行考慮。

此外，應(yīng)觀察遠動通信傳輸?shù)臄?shù)字接口，接口連線距離不應(yīng)超過15 m。設(shè)備通常布置在同機房或相鄰機房。若是相鄰機房，則距離最好不超出15 m；若距離過長，則應(yīng)通過其他接口或RS-232接口轉(zhuǎn)換。在RS-232接口中，正常情況下應(yīng)能夠測量到遠動設(shè)備電壓，發(fā)送傳輸電壓為±12 V，但在接收傳輸時不能測量到電壓，而光端、載波等設(shè)備傳輸發(fā)送時不能測量到電壓，在傳輸接收設(shè)備中則可測量到電壓，為±12 V。因此，可以從傳輸電壓測量方面評估其傳輸運行狀態(tài)。

如果從上述檢查中不能發(fā)現(xiàn)遠動傳輸不暢及誤碼率問題，可以通過自環(huán)分段方法評估故障范圍。自環(huán)法主要是針對調(diào)制調(diào)解器對遠動傳輸通道和裝置的優(yōu)劣進行判斷。調(diào)制調(diào)解板上的數(shù)據(jù)輸出、輸入通道主要是主信道入+或-、主信道出+或-。如果傳輸存在問題，可通過跳線分別連接兩個同性主信道，以此判斷遠動裝置運行正常與否。同時，在調(diào)制調(diào)解板中插入端子，如果裝置運行正常，則載波亮起指示燈，而后檢查通信傳輸故障是否由通道所致。如果載波沒亮指示燈，表示調(diào)制調(diào)解板裝置發(fā)生故障，需即可更換調(diào)制調(diào)解板。

2.2 調(diào)度數(shù)據(jù)通道故障

調(diào)度數(shù)據(jù)通道故障的檢查方法主要有直接觀察和查看報文兩種。在電力通信裝置中，通常存儲器（CPU）要配置3個或以上COM口。其中，有2個COM口接入綜合性自動控制裝置的網(wǎng)絡(luò)端口，另1個COM端口的功能則是傳輸調(diào)度數(shù)據(jù)。觀察COM運行指示燈判斷其是否正常運行，如果指示燈閃爍表示正常，如果傳輸指示燈不亮則為數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)故障，此時應(yīng)檢測連接光纖的光電轉(zhuǎn)換模塊的運行狀況和通道的運行狀況。如果COM口指示燈正常閃爍，表示其數(shù)據(jù)傳輸運行正常。此方法能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)通道運行進行直觀判斷。

此外，查看報文的檢查方法主要是利用筆記本電腦和其相應(yīng)的軟件對網(wǎng)絡(luò)通道傳輸?shù)膱笪倪M行逐段監(jiān)測。如果報文正常，則其存在較標準的校驗碼、控制字、報文頭和完整的信息內(nèi)容?？梢詫笪倪M行截取節(jié)選后輸入查看報文的專業(yè)軟件中查看，如果不能監(jiān)測到報文，可以判斷通道中斷；如果監(jiān)測的報文存在亂碼，則斷定通道傳輸?shù)恼`碼率較高，質(zhì)量較差。應(yīng)用此方法能夠?qū)h動裝置或通道的工作狀態(tài)進行直觀判斷，以及時有效地發(fā)現(xiàn)遠動通信裝置的故障，并采取措施進行有效處理。

3 結(jié) 論

遠動通信系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的運行及維護中發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)電力調(diào)度的智能化和自動化。為確保遠動通信系統(tǒng)運行狀態(tài)的可靠和穩(wěn)定，必須及時處理其故障。故障主要涉及傳輸不暢、誤碼率高等，通常應(yīng)用直觀觀察、查看報文、耳聽以及萬用表檢測等方法逐步排除和判斷遠動通信故障，以確保其穩(wěn)定與可靠運行，提高電力調(diào)度的質(zhì)量和效率。