變電站電量采集裝置通信故障的調(diào)試方法研究

吳祥峰

（國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350009）

變電站電力采集裝置的正常運行，主要依靠電力采集系統(tǒng)來實現(xiàn)電能量的數(shù)據(jù)采集、處理與存儲，為電網(wǎng)調(diào)度和管理工作提供真實可靠的數(shù)據(jù)參考。變電站電量采集裝置使用期間，受多方面因素影響，易出現(xiàn)通信故障，要求相關(guān)人員綜合運用多種調(diào)試方法，有效排除通信故障，優(yōu)化電力采集系統(tǒng)運行環(huán)境，進一步提升電力供應(yīng)與輸送質(zhì)量。

1 變電站電量采集裝置概述

變電站電量采集裝置由電壓互感器、電能表、電流感應(yīng)設(shè)備、電能量終端控制系統(tǒng)組成，在進行電能量相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集期間，電量采集系統(tǒng)的運行狀態(tài)，受電能表、電量采集器以及變電站主站之間的通信狀況影響，直接導(dǎo)致主站電能量數(shù)據(jù)接收困難?，F(xiàn)行的變電站電量采集系統(tǒng)中包括表計與采集裝置，由于系統(tǒng)內(nèi)部裝置及設(shè)備生產(chǎn)廠家、使用性能、功能發(fā)揮等方面均存在一定的差異性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)互換格式不正確，對電量采集裝置數(shù)據(jù)上傳功能產(chǎn)生影響，出現(xiàn)實時線損情況，引發(fā)電量采集裝置運行異常，對電量采集數(shù)據(jù)的準確性與真實性造成影響，針對上述情況，相關(guān)人員需對變電站電量采集裝置通信故障進行檢查和排除，利用有效的測試工具，通過多方調(diào)試，優(yōu)化電量采集裝置的實用性能，全面提升電能量數(shù)據(jù)采集與運輸效率。

2 變電站電量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

變電站電量采集系統(tǒng)由主站、通信模擬通道、網(wǎng)絡(luò)交換機、數(shù)字結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字專用通道、電能量采集器、通訊接口、多功能電能表構(gòu)成，具體可以分為兩部分，一是電量采集，二是網(wǎng)絡(luò)傳輸。電量采集功能的實現(xiàn)依托于智能電能表與電量才幾張紙，通過電量采集裝置對智能電能表中實時電量數(shù)據(jù)進行記錄和上傳，接著由電量采集裝置與電力調(diào)度數(shù)據(jù)系統(tǒng)共同組成電量數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，利用GPRS完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電能的實時轉(zhuǎn)換，執(zhí)行主站下發(fā)的電量數(shù)據(jù)上傳命令。

主站具備電能數(shù)據(jù)周期性自動采集與補采功能，利用數(shù)據(jù)專網(wǎng)完成歷史數(shù)據(jù)收集與鏈路測試，電能采集裝置在系統(tǒng)支持下，具備電量采集、電能查詢、數(shù)據(jù)記錄、通信測試等功能，智能電能表通過對主站電壓、電流以及功率進行采集與計算，通過電纜上傳至電量采集系統(tǒng)之中，通信裝置則具備雙網(wǎng)卡、雙網(wǎng)口功能，將電能數(shù)據(jù)信息通過雙向網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互和轉(zhuǎn)換，完成電能數(shù)據(jù)采集、記錄、傳輸與遠程控制等具體工作流程，確保電能數(shù)據(jù)真實可靠。

3 變電站電量采集裝置通信故障及調(diào)試方法

3.1 故障現(xiàn)象及原因

變電站電量采集系統(tǒng)運行期間，需要在電能表與電量采集裝置之間形成專用的數(shù)據(jù)通信通道，但由于電量采集系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備與基礎(chǔ)性元件眾多，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，電能表會出現(xiàn)顯示異常，直接導(dǎo)致電量采集裝置與主站之間出現(xiàn)通信故障，母線平衡存在電量缺口，引發(fā)通信斷線問題，影響電量采集系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

電量采集裝置與主站出現(xiàn)通信故障的原因是多種多樣的，從電能采集系統(tǒng)整體運行結(jié)構(gòu)角度來看，通信故障原因可以歸結(jié)為以下幾點：一是電量采集裝置中表計通信配置錯誤，二是通信電纜接線錯誤或線路斷線，三是電量采集裝置通信功能失靈，四是智能電能表通信障礙，要求有關(guān)部門工作人員根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，采用科學(xué)的方法對電量采集系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備進行調(diào)試，通過性能測試，恢復(fù)電量采集通信，有效排除電量采集裝置的通信故障，提高電量數(shù)據(jù)采集與傳輸效果。

3.2 故障調(diào)試方法

（1）檢查表計設(shè)置情況。電量采集系統(tǒng)運行期間，表計參數(shù)設(shè)置是引發(fā)電量采集裝置與主站通信障礙的主要因素，作為電量采集系統(tǒng)中的核心裝置，要對表計通信參數(shù)進行確認，在通信故障發(fā)生時，表計通信參數(shù)顯示異常，進而引發(fā)電能表電量數(shù)據(jù)失真，嚴重影響電能數(shù)據(jù)的記錄與傳輸，為此，相關(guān)人員需對表計設(shè)置情況進行查看，必要時要對表計通信功能進行適當(dāng)調(diào)試，主要包括通信規(guī)約、波特率、表地址的調(diào)試，一般情況下，表計通信參數(shù)中的數(shù)據(jù)位與停止位需恢復(fù)默認值，通過奇偶校驗的方式對表計通信參數(shù)進行測試，實現(xiàn)對通信故障位置的精準定位，發(fā)揮電能表的數(shù)據(jù)通信傳輸功能。

電量采集裝置通信故障排查期間，需按照通信規(guī)約標準對表計參數(shù)進行檢查，其中要對表地址的正確性進行重點檢查，一旦出現(xiàn)表地址失真情況，要根據(jù)實際情況，綜合運用以下3種調(diào)試方法開展工作：第一種，查驗電能表條形碼，對表外殼標注的條形碼進行確認，大部分電能表通信地址均為條形碼的后8位，結(jié)合條形碼檢查電能表地址的真實性；第二種，查驗電能表內(nèi)部程序代碼，電能表運行期間，以電腦程序為依托，需按照電能表程序配置對應(yīng)的代碼進行檢查和確認，利用網(wǎng)絡(luò)平臺進行表地址核實工作；第三種，通過調(diào)試軟件對電能表地址進行讀取，按照電能表通信協(xié)議軟件發(fā)布的讀取命令進行操作，結(jié)合獲取到的表計通信參數(shù)確定表地址。根據(jù)上述調(diào)試方法對電表通信故障進行排除，若電量采集裝置與主站之間通信成功，則表示通信障礙排除，否則還需進行下一步驟的通信故障排查工作。

（2）檢查通信電纜接線情況。通信電纜作為直接影響電量采集裝置通信功能的核心要素，其接線情況及線路運行狀態(tài)對電量采集裝置通信功能的實現(xiàn)起到重要的影響作用，若電量采集系統(tǒng)出現(xiàn)通信故障，有關(guān)人員需對通信電纜接線情況進行確認?，F(xiàn)行電能表與主站之間的通信電纜大多以總線布置為主結(jié)構(gòu)，不同區(qū)域電能表之間通信電纜端子以并聯(lián)方式連接，需對電纜外觀進行整體檢查，若發(fā)現(xiàn)電纜芯線顏色連接錯誤或芯線虛接等情況，要及時采取整改措施，將電纜端子進行重新連接，確保無障礙通信，若電纜外觀檢查無誤，要將電能表與電量采集裝置相連接，待通信參數(shù)配置和調(diào)試準確后，檢查電量采集裝置的通信功能運行狀態(tài)，期間通信功能恢復(fù)，則證明通信電纜中線路出現(xiàn)連接不通或斷線情況，造成電量采集裝置通信失靈，導(dǎo)致通信中斷，嚴重影響電量數(shù)據(jù)采集與傳輸效果。

（3）檢查電量采集器功能。電量采集裝置發(fā)生通信故障時，需對電量采集器功能實現(xiàn)情況進行檢查，充分發(fā)揮采集器仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢，對電量采集系統(tǒng)中相關(guān)通信設(shè)備進行測試，同時對設(shè)備通信功能進行檢查與確認，提高電量采集裝置通信障礙排查效率和效果，實現(xiàn)對電量采集裝置的科學(xué)調(diào)試。電量采集系統(tǒng)運行期間，相關(guān)人員要對電量采集器進行仿真模擬，利用虛擬電量采集器進行通信功能試驗，通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)IP地址，將網(wǎng)絡(luò)接口與虛擬電量采集器網(wǎng)絡(luò)端接口進行連接，利用特定型號的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器，將電量采集硬件接口功能與虛擬采集器軟件仿真功能進行有效結(jié)合，按照表計參數(shù)及主站規(guī)約標準，對電量采集器進行虛擬嵌入，完成對電量采集器通信功能的仿真，實現(xiàn)對電量采集器通信故障的有效查驗與排除。

（4）檢查電能表通信功能。電能表是采集實時電量數(shù)據(jù)的主要設(shè)備，其通信功能的實現(xiàn)對電量采集系統(tǒng)運行起到重要的影響作用，為此，相關(guān)人員需對電能表通信功能進行檢查，及時確定通信故障類型及具體原因，采用多種調(diào)試方法開展工作，優(yōu)化電量采集設(shè)備的運行環(huán)境。當(dāng)前不同區(qū)域采用的電能表型號、功能及性能參數(shù)均存在差異，要求電量采集系統(tǒng)運維人員對電能表實際運行參數(shù)進行確認，保證電能表運行環(huán)境與自身性能符合電網(wǎng)調(diào)度和管理相關(guān)規(guī)定，首先要對故障電表通信線路進行檢查，包括電源配置、電流及電壓穩(wěn)定情況，其次要檢查電能表計量電壓線路設(shè)計結(jié)構(gòu)及接線情況，確保電能表三相輸入電壓均低于額定電壓，現(xiàn)場測試時需關(guān)閉電量采集器的通信功能，最后利用虛擬仿真技術(shù)，對電能表通信功能及通信環(huán)境進行模擬，通過科學(xué)的調(diào)試方法，驗證電能表的實際通信能力，針對不同故障類型采取針對性調(diào)試措施，改善和優(yōu)化電量采集系統(tǒng)運行環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，變電站電量采集裝置使用期間，易受多方面因素影響，引發(fā)電量采集裝置與主站之間的通信故障，要求相關(guān)人員對相關(guān)設(shè)備進行綜合調(diào)試，檢查電能表通信功能及表計設(shè)置情況，利用現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)，對電量采集器通信功能進行檢查，同時要關(guān)注電纜連接情況，確保變電站電量采集裝置發(fā)揮強大的通信功能，進一步提升電量采集數(shù)據(jù)的真實性和準確性。