火力發(fā)電廠遠動遙測數(shù)據(jù)異常原因分析與應對措施

馬伯岫

[摘 ? ?要]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對于用電方面的需求不斷提升。在這樣的情況下，如何做好電廠的遠動遙測數(shù)據(jù)分析是當前工作的重點，直接關系到人們的生產(chǎn)以及生活質量，因此在當前的電廠發(fā)展過程中，做好遠動的遙測技術，是當前的重點。針對有一種遠動遙測技術出現(xiàn)了故障，導致出現(xiàn)了數(shù)據(jù)異常，對于后續(xù)的工作開展存在很大的影響，因此主要對此進行了分析。

[關鍵詞]遠動遙測;數(shù)據(jù)異常;原因;應對措施

[中圖分類號]TM61 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）01–0–03

[Abstract]With the development of China's economy， the demand for power consumption is increasing. In this case， how to do a good job of telecontrol telemetry data analysis of power plant is the focus of current work， which is directly related to people's production and quality of life. Therefore， in the current development process of power plant， doing a good job of telecontrol telemetry technology is the current focus. In this paper， There is mainly a telecontrol telemetry technology that has some faults， resulting in some data abnormalities， which has a great impact on the follow-up work. Therefore， this paper mainly analyzes this.

[Keywords]telecontrol telemetry; abnormal data; reason; countermeasures

技術的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的改變，在當前電廠中也同樣如此，在當前的發(fā)展之中，自動化成為了當前時代以及未來熱門的產(chǎn)業(yè)，對于人們的生產(chǎn)以及生活都有非常大的影響。在這樣的情況下，遠動遙測技術主要是為了服務當前電廠自動化出現(xiàn)的一種技術，對于人們的生產(chǎn)有著非常大的影響，所以在當前的發(fā)展之中，如何做好遠動遙測，是人們探索的重點內(nèi)容。在當前的探索之中，對于遙測技術的要求需要其具備巨大的容量、穩(wěn)定的性能以及完備的功能，結合靈活的配置，可以有效地解決當前電廠存在的大多數(shù)問題，保證電廠的有效發(fā)展，但是遙測技術并非完美，其中依舊存在一定的不足，導致了當前的遙測工作不能夠找出有效的數(shù)據(jù)，對當前的測試產(chǎn)生有效的作用，所以在當前的使用中，需要找出造成這種問題的原因，并且結合實際情況，有效解決這些問題，才可以保證當前的遙測數(shù)據(jù)能夠符合使用的需求，讓電廠能夠正常運行。

1 鄒縣發(fā)電產(chǎn)使用的D200SUM站主裝置概述

D200SUM站主裝置在全世界范圍內(nèi)有著廣泛的使用，主要得益于其本身的開放性結構和分布處理的特點，因此可以在使用時，產(chǎn)生更好的作用，達到更高的效果，在實際的使用之中，由于其本身使用了各種的智能I/O模塊，讓其壽命得到了巨大的提升，在使用的時候，可以形成電力分布的控制系統(tǒng)，所以，D200具有完備的功能，在全球范圍內(nèi)的輸氣、電力變電站內(nèi)的自動化系統(tǒng)得以廣泛應用。在相關資料搜集和分析后得知，D200進入我國市場的時間是1997年，在短期內(nèi)憑借著多CPU自動切換等功能備受電力系統(tǒng)用戶的青睞，并且在500 kV變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)建設時首選D200。目前，我國的運行數(shù)量高達150臺。在具體實踐中有很多電廠中微機監(jiān)控系統(tǒng)成功運行的案例，這就意味著在我國電力電網(wǎng)中D200產(chǎn)品發(fā)揮著至關重要的作用，所取得的經(jīng)濟效益不可小覷。

D200SMU是傳統(tǒng)意義上的RTU概念所不可企及的，特別是強大的處理能力、開放性、智能性等，其也可以對多CPU并行處理提供強有力的支撐，換言之，一個D200可以為6個CPU保持正常工作狀態(tài)提供有力支持，CPU間的任務具有相對獨立性，并且彼此不會互相影響，通訊鏈路速率高達500 kbp/s，一般情況下，系統(tǒng)只需要進行D200雙CPU配置，在后續(xù)如果想要增加，只需插入CPU板進行系統(tǒng)軟件組態(tài)，系統(tǒng)就可以正常運行。與此同時，D200也能夠為直接上網(wǎng)功能提供支撐，從而對大型變電站監(jiān)控系統(tǒng)前端較大的數(shù)據(jù)采集量，在歷經(jīng)串行口與后臺機通訊時，會由于較大的數(shù)據(jù)量、較為繁重的通訊任務而導致實時性差等問題予以妥善解決。D200直接上網(wǎng)傳送速率可以達到每秒10 MB，確保了實時性，D200上網(wǎng)得以實現(xiàn)比較依賴D200VME總線上直接插入網(wǎng)卡，在市場范圍內(nèi)有很多網(wǎng)卡，規(guī)約和應用協(xié)議分別是TCP/IP和DNP3.0。除此之外，D200還具有較強的開放性，在運行中會嚴格遵循開放系統(tǒng)的相關要求，制定實施的是開放式網(wǎng)絡通訊方案，能夠為Ethernet等通信接口提供強有力的支持，通常，通信協(xié)議涵蓋諸多方面的內(nèi)容，最為典型的是OSI、TCP/IP等，目前已經(jīng)借助于廣域網(wǎng)和國調中心進行網(wǎng)絡連接。

D200的顯著優(yōu)勢就是較強的處理能力和智能性水平高，不僅可以對傳統(tǒng)意義上的RTU的PLC成熟應用軟件進行移植，也可以對PC機高級應用軟件進行移植。D200能夠對多規(guī)約多通信口D200予以支持，還可以對多個控制系統(tǒng)予以支持，在這一過程中綜合應用諸多數(shù)據(jù)通信方式，比較成熟且可靠的通信規(guī)約數(shù)量有70多種，最為典型的是DNP3.0、MICRO4F規(guī)約等;通信口數(shù)量大約是42個。與PC廠站網(wǎng)關相比，D200的顯著優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下6個方面，①較強的抗病毒性;②可靠性;③I/O擴充能力;④多線程響應速度;⑤通信規(guī)約比較成熟;⑥在惡劣環(huán)境下可以保持運行狀態(tài)。此外，在世界范圍內(nèi)諸多大型變電站的實踐經(jīng)驗總結得到的經(jīng)驗就是，D200能夠對故障自動切換予以支撐，在長時間的實踐后，運行經(jīng)驗已經(jīng)比較成熟。整體上看，由D200工控標準組成的雙機系統(tǒng)，具有較強的抗干擾性，MTBF遠遠超過其他計算機組成的系統(tǒng)，可以確保系統(tǒng)長期正常平穩(wěn)運行。

2 故障描述

在本次的電廠故障之中，主要存在的問題有以下幾個方面，首先是電廠的遠動RTU裝置對數(shù)據(jù)進行采集時，電廠測試的遙測信息量出現(xiàn)了問題，計算機網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)在這個過程中串行的方式發(fā)生了一定的變化，這就導致了當前的RTU在各級調度方面出現(xiàn)了問題，不利于后續(xù)二大發(fā)展。在遠動遙測的采樣裝置中，主要應用的組件是PC機及其軟件，可以依托專用維護口來維護D200裝置，隨后將裝置傳送死區(qū)設置在各個I/O點。在ConfigPro軟件支撐下，能夠依托WESMAINTII對實時值進行全面監(jiān)視和模擬，應用D200監(jiān)視功能得到串行口相關數(shù)據(jù)信息，在此基礎上對裝置參數(shù)進行修改，尤其是地址表等。標準D200M主要涵蓋以下三個方面的組成內(nèi)容：①D20M邏輯板;②D20MSS串口接線板;③維護診斷通信口，能夠向不同的主站報送數(shù)據(jù)，接收不同主站控制命令的控制對象之間也存在顯而易見的差異。在運行的過程中出現(xiàn)了一些意外的情況，導致了當前的監(jiān)控信息出現(xiàn)了故障，并且存在大量的重復上傳的現(xiàn)象，并且在斷電重啟之后，這種裝置恢復了正常，因此需要對當前的故障原因進行分析，并且找出科學有效的解決方法，才可以保證當前的遙測數(shù)據(jù)能夠符合使用的需求，讓電廠能夠正常的運行。

3 故障分析

（1）異常情況一

①通過對前兩次的故障進行分析，可以找出在當前的運行之中，遠動的RTU裝置本身的電源存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象，通過示波器可以發(fā)現(xiàn)直流的輸出并不穩(wěn)定，因此才會導致出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障的現(xiàn)象比較多，因此針對這樣的現(xiàn)象，在當前的故障過程中，需要做好懸浮電壓的控制，在當前的電壓中，逐級的電壓本身為20～60 V，說明了CPU在運行的過程中，電源與外部隔離濾波電源的結合不太好，進而導致了當前的供電系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，這才造成當前的異常情況。②通過對設備的檢查，發(fā)現(xiàn)遠端RTU設備沒有做任何電氣隔離措施，導致外部電磁干擾通過RS232口進入主CPU，造成對主CPU中RAM的影響。③存在大量SOE信息，可能導致遠程RTU設備主存緩沖區(qū)溢出、CPU過載等故障現(xiàn)象，導致RTU死機，斷電重啟后，遙控RTU的主CPU內(nèi)存設備被清除，所以答復是肯定的。因此，通過逐級檢查和測試，找出遙控RTU設備發(fā)送的大量SOE信息崩潰的原因此，使用G220便攜式事件序列記錄校準器來測試遙控RTU設備在處理大量遙控位移時的處理能力和裕度。

通過對多種信號進行分析，可以發(fā)現(xiàn)大量的通信變位信息和裕度，這種情況導致了測試結果出現(xiàn)問題。

通過本次的測試之后，可以發(fā)現(xiàn)，在當前的發(fā)電之中，主要存在的問題是當1s內(nèi)的SOE數(shù)量過大時，就會出現(xiàn)遠動RTU裝置的丟包現(xiàn)象發(fā)生，因此針對這樣的現(xiàn)象，在當前的使用之中，可以針對故障進行充分的分析，從而找出更好的使用方式，解決當前的問題。

（2）異常情況二

電站調度端遙控遙測數(shù)據(jù)不刷新。據(jù)自動維修人員現(xiàn)場確認，該站分管調度業(yè)務的遠動通訊出現(xiàn)異常。經(jīng)重啟處理后，QJ變電站調度遙測數(shù)據(jù)恢復刷新，但次日又出現(xiàn)問題。

通過查看兩臺納瑞科技D200遙控電機的雙機聯(lián)動監(jiān)控報文，發(fā)現(xiàn)遙控通訊管理的雙機聯(lián)動監(jiān)控報文丟幀，雙機聯(lián)動監(jiān)控遙控通信管理機的備用機消息顯示正常，因此可以確認遙控通信管理機的兩機互聯(lián)的監(jiān)控信息丟幀是主要原因為什么值班機運行崩潰后，值班狀態(tài)和服務通道無法切換到備用機。

D200主控以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)處理原理：D200主控接收的以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)通過net2-a4網(wǎng)卡接收后寫入雙口RAM，D200主控發(fā)送的以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)寫入雙口RAM，從雙口RAM讀出后通過CPU端，由net2-a4網(wǎng)卡讀出后送入站網(wǎng)。為了防止CPU端或net2-a4端雙口RAM同時讀寫造成數(shù)據(jù)丟失，一般控制程序通過信號量控制實現(xiàn)讀寫。通過telnet命令連接現(xiàn)場總控，輸入命令跟蹤CPU端以太網(wǎng)103程序的任務運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)103程序在nswritedpram（90，b21990，26）中停滯，導致沒有刷新CPU端的數(shù)據(jù)。

同時當前端口為寫雙口RAM功能。寫入數(shù)據(jù)時，程序獲取雙口RAM的寫權限信號量。為了防止寫入數(shù)據(jù)丟失，如果沒有獲取到寫權限，會一直等待，直到獲取成功。寫權限信號量無法正確獲取，主要是CPU端硬件錯誤碼導致。因此，在總控重啟和CPU重新初始化后，故障現(xiàn)象消失。根據(jù)以上分析，現(xiàn)場D200主控數(shù)據(jù)刷新失敗主要是CPU側硬件錯誤導致。

4 故障處理措施

針對上述的故障問題，經(jīng)過對現(xiàn)場的分析之后，可以了解到，采用以下的對策可以有效解決當前的問題。

（1）異常情況一的解決方法

電源的問題。分析問題時，可以清楚地發(fā)現(xiàn)主要問題在電源，所以需要對電源做一些改動。D200電源涵蓋兩個方面的組成內(nèi)容：①CPU及其外圍模塊電源，涵蓋可以提供do等電源的隔離的±5 V/12 V直流電源。在I/O模塊數(shù)量超過五個時，就需要進行24 V/48 V輔助電源的增加，此舉的目的是減少主電源負載。因此在面對當前的情況時，應該及時使用備用的方式，即在當前的電源上加裝一些設備，從而保證電源的穩(wěn)定，進而實現(xiàn)當前的電壓降低。

②從通訊層面上看，對于D200通訊鏈路而言，是高速數(shù)據(jù)通信和配電網(wǎng)絡，在運行時，主要使用的是HDLC協(xié)議。CPU與I/O模板間的傳輸速度可以高達每秒250 kbp。它最多可以將240個I/O模塊連接到主CPU?？梢赃M行光纖網(wǎng)絡連接的提供，提高抗干擾能力，確保I/O模塊可以和主CPU保持較遠的距離，但是與目前要求相比而言，這種方法還遠遠不夠。因此，在電流優(yōu)化中，需要在串口上綁一個光耦合隔離器，這樣才能有效解決外界干擾，保證電流故障得到有效解決。

在RTU的運用方面，對于其相應的時間問題，可以采用詢問時間以及緩沖區(qū)大小進行修正的方式，確保當前的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行，關于D200，在具體實踐中所嚴格恪守的是全新分布式處理理念，在每個I/O模板上進行8位微處理器的配備，并且其可以和D200設備主體實施遠程通信，可以使用具有以下4個特點的CMOS邏輯軟件：①低噪聲;②較高的可靠性;③較低的功耗;④較高的速度。也可以使用可編程邏輯陣列技術，其明顯優(yōu)勢是靈活性較強，邏輯線路明顯減少。不管是狀態(tài)輸入還是脈沖累計輸入，或者是開關量控制輸出等都是D200的主要功能。在擴展D200時，只需要擴展模塊或應用軟件，根本不需要對現(xiàn)有設備進行更換。D20不僅可以削減運行成本，也能夠為后期安裝和維護提供諸多便利，其擁有的通信協(xié)議高達七十多種，在協(xié)議庫中，基本是將全球范圍內(nèi)的IED和SCADA協(xié)議都囊括在內(nèi)，可以對多主站和設備間的信息交互予以支撐;最多的時候可以對42個通訊口予以支撐，也可以配置與設置軟件I/O點?；谶@樣的優(yōu)勢，因此改進以及擴充是非常容易實現(xiàn)的內(nèi)容，也可以保證當前的電廠能夠穩(wěn)定的運行。

（2）異常情況二的解決方法

在遙測的過程中最為常見的一種異常情況就是遙測精度不高，出現(xiàn)此種情況的原因有兩個：①變送器在較長時間都處于運行狀態(tài)，在某種程度上就使得其出現(xiàn)誤差的可能性驟增，然后就會出現(xiàn)錯誤;②隔離變化或者整流工作中變送器信號傳輸精確度較低，采集電阻本身就存在問題。除此之外，還有一種可能原因就是較為龐大的變送器盤數(shù)量，使得遙測精度低，也讓監(jiān)控系統(tǒng)維護工作難度明顯加大。針對在遙測過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況，可以著眼于采集元件，應用較高精度的元件來予以積極應對，從而對數(shù)據(jù)分析以及輔助處理等功能進行優(yōu)化。關于監(jiān)控系統(tǒng)，在遙測時，只有不斷提高數(shù)據(jù)計算功能性，才可以對遙測精度異常現(xiàn)象予以合理規(guī)避，確保其功能得以有效發(fā)揮。例如：在變電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，可以通過遙測直接計算得到功率因素、負荷率等數(shù)據(jù)信息，進而繪制統(tǒng)計圖予以直觀體現(xiàn)，最為典型的是曲線統(tǒng)計圖，在某種程度上可以在顯著提高遙測精確度的基礎上為制定科學合理的運行決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持。

5 改善之后的變化

通過這樣的一系列改建，在當前的發(fā)電廠之中，可以有效改善了數(shù)據(jù)故障的問題，并且讓當前的運行更加穩(wěn)定，在實際的使用過程中，有效解決了數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障的問題，并且讓當前的數(shù)據(jù)內(nèi)容更加精確，讓最終的數(shù)據(jù)傳輸作用更加明顯，因此通過這種方式，不僅有效提升了當前數(shù)據(jù)的作用，也能夠妥善解決發(fā)電廠遠動遙測數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象，實現(xiàn)了發(fā)電廠的進步。

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