變電站電能量遠(yuǎn)方終端的應(yīng)用及故障分析

邵芳霞

（酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

電能量遠(yuǎn)方終端（Remote Terminal Unit of Integrated Totals）是對電能量（電能累計量）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析處理、長期存貯、上傳主站以及實現(xiàn)本機(jī)液晶面板實時數(shù)據(jù)的查詢等功能的設(shè)備。目前酒鋼常用的電能量遠(yuǎn)方終端設(shè)備為HL—3104JA（機(jī)架式）。文章主要從電能量遠(yuǎn)方終端在變電站的應(yīng)用與日常維護(hù)兩個方面闡述[1]。

2 電能量遠(yuǎn)方終端通訊端口及主要參數(shù)

HL—3104JA 終端由液晶面板、通訊模塊、RS485、CPU、系統(tǒng)主電源、系統(tǒng)備電源共6 種功能面板組成，包括常用的11 個通訊端口。

2.1 控制端口

終端有兩個RS485 功能面板，共包含兩個串口模塊，每個模塊有4 路串口通道，共8 路，分別為COM1～COM8，其通常用于連接電表，是終端采集電表電能累計量的端口，可按照用戶的需求定制為RS232、RS485 等，所以在使用這些端口時，需確認(rèn)接口類型是否匹配。

（1）A（＋）、B（－）接口：每個COM 端口（RS485 端口）有1 個A 口，1 個B 口。電表通常有2 個RS485通訊端子，為＋（或A）、－（或B），由于電表之間以及電表與電能量遠(yuǎn)方終端之間均采用RS485 通訊方式，且終端與電表接線采用“級聯(lián)”的方式，所以電表總線上接電表＋的一端接入終端A 接口，電表總線上接電表－的一端接入終端B 接口。

（2）TX、RX 指示燈：TX 指示燈在終端向電表發(fā)送報文召測數(shù)據(jù)時閃爍紅燈，RX 指示燈在電表向終端回復(fù)數(shù)據(jù)時閃爍綠燈，且TX、RX 閃爍頻率為發(fā)送一短幀，回復(fù)一長幀。

2.2 以太網(wǎng)口

終端有1 個CPU 板，包括2 路10/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)口ETH1、ETH2，采用RJ45 接線，通常用于上行，但根據(jù)需要也可用于局域網(wǎng)內(nèi)的表計采集。當(dāng)終端與上級主站之間使用網(wǎng)絡(luò)通訊方式時，需在終端和主站均加上服務(wù)端口，用于網(wǎng)絡(luò)口TCP server 的監(jiān)聽。

LINK、DATA 指示燈：LINK 燈表示物理連接狀態(tài)，該指示燈常亮?xí)r，表明物理連線已連接且鏈路正常；DATA 燈表示數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，該指示燈閃爍時，表明終端與主站正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[2]。

2.3 維護(hù)端口

終端液晶面板上1 路RS232 標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)接口，為DB9 FEMAIL（孔型）連接器，用于用戶對終端進(jìn)行連接參數(shù)設(shè)置及遠(yuǎn)程診斷，可直接連接計算機(jī)的COM 口。

2.4 主要參數(shù)

在設(shè)置終端主要參數(shù)配置時，系統(tǒng)參數(shù)的配置要設(shè)置一定的預(yù)留量，防止后續(xù)配置超出系統(tǒng)配置的最高限值，超出系統(tǒng)配置的最高限值的部分為無效配置。注意：更改除系統(tǒng)時間外的其他終端配置都必須將終端重啟后才能生效。

（1）系統(tǒng)參數(shù)：包括表計總數(shù)目、串口方案數(shù)、監(jiān)視參數(shù)、網(wǎng)口數(shù)目、串口總數(shù)目、控制端口數(shù)。需要注意以下兩個參數(shù)配置：

①表計總數(shù)目：指終端能夠采集到的電表數(shù)目。預(yù)先統(tǒng)計現(xiàn)場電表總數(shù)，將表計總數(shù)目設(shè)置的大于現(xiàn)場電表總數(shù)，預(yù)留電表空位，使終端在輪詢召測電表電量時有空位，防止輪詢采集時漏采電表電量。

②控制端口數(shù)：指終端能夠用于采集電表數(shù)據(jù)的串口數(shù)目，當(dāng)終端有8 個控制端口時，控制端口數(shù)默認(rèn)值為8。若改為8 以上將占用其他有效串口，可能造成上傳主站的串口被占用，所以嚴(yán)禁將數(shù)值設(shè)置為8 以上；改為8 以下，則代表實際使用的串口數(shù)目，當(dāng)其中一個RS485 端口用于終端上傳主站時，則該端口不包含到控制端口數(shù)中。

（2）串口方案：指終端與電表、主站使用串口通訊時的基本參數(shù)。該參數(shù)中包含5 項內(nèi)容：校驗位、數(shù)據(jù)位、停止位、波特率、通訊方式。該參數(shù)中每一項均應(yīng)與電表的該項參數(shù)相對應(yīng)，若某一項參數(shù)與電表參數(shù)不對應(yīng)，會造成電表電量無法采集；當(dāng)終端與中心主站使用串口通訊方式時，必須配置串口方案，且終端與主站方案要相同，否則將會造成終端無法將電量上傳至主站（酒鋼常用波特率為1200b/s 的上傳方案）。串口方案5 項中任何一項不同，就代表它是一個新的串口方案。

（3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：包括該終端的IP 地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)，在終端與主站建立網(wǎng)絡(luò)通訊鏈路時使用。變電站終端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)需與主站一一對應(yīng)，否則數(shù)據(jù)將無法上傳。

（4）監(jiān)視參數(shù)：終端向主站上傳電量數(shù)據(jù)的配置，分為串口通訊配置與網(wǎng)絡(luò)通訊配置兩類。主要內(nèi)容為服務(wù)端口、串口方案、通訊規(guī)約、對時有效等。服務(wù)端口只適用于網(wǎng)絡(luò)通訊方式，對于串口通訊方式該參數(shù)無效。對于串口方案的選用，若上傳方式為串口通訊，將串口方案按第（2）條配置后，選用該方案；若上傳方式為網(wǎng)絡(luò)通訊，則該選項無效。通訊規(guī)約表示此監(jiān)視通道使用的端口規(guī)約，酒鋼根據(jù)地區(qū)適用性選擇規(guī)約為gs102，與主站規(guī)約必須一致。對時有效根據(jù)酒鋼的實際情況未做選擇，因為終端的存儲電量上傳主站為30min 上傳一次，部分老舊終端時間同步會造成30min 以上的數(shù)據(jù)延時上傳，所以對老舊終端需要將終端時間設(shè)置的比主站時間快幾分鐘。

（5）電表參數(shù)：用于設(shè)定每一塊電表在終端中顯示的位置、是否采集、電表名稱等，是終端配置中最重要的一個環(huán)節(jié)。包括有效標(biāo)識位、線路名稱、表計地址、使用端口、表計規(guī)約等參數(shù)。有效標(biāo)識位表示電表是否采集，不勾選表示該電表不采集，勾選表示該電表采集；線路名稱表示一條受電或負(fù)荷線路，在一個變電站中該編號具有唯一性；表計地址相當(dāng)于每塊電表的身份證，是終端區(qū)分電表不同的唯一信息，所以決不允許同一個控制端口出現(xiàn)兩個相同的表地址，每塊電表的表地址可以在電表上查找到；使用端口指電表連接在第幾個控制端口，它是物理接口在軟件上的一個映射；表計規(guī)約指電表所使用的數(shù)據(jù)上傳編碼方式，電表說明書上有該電表的規(guī)約類型。

3 電能量遠(yuǎn)方終端故障現(xiàn)象及處理方法

3.1 主站召測不到變電站終端數(shù)據(jù)

首先分析主站召測報文，確定通道是否有問題，判斷是通道中斷導(dǎo)致召測不到數(shù)據(jù)還是由于其他原因。

3.1.1 判斷通道是否中斷

有些主站系統(tǒng)可直觀查看通道狀態(tài)是否正常（常見網(wǎng)絡(luò)通道），若不能直觀查看，可用以下方法。

（1）網(wǎng)絡(luò)通道。查看終端IP（舉例IP 為192.168.51.42），在主站使用ping 192.168.51.42 -t指令，看能否ping 通。若能ping 通，則查看服務(wù)端口是否打開：使用telnet 192.168.51.42 指令，看能否登錄到終端，確認(rèn)是否是服務(wù)端口的問題；若不能ping通或丟包嚴(yán)重，則表示終端至主站的通訊鏈路中斷或網(wǎng)絡(luò)通道狀態(tài)不好，需到現(xiàn)場查看確切原因，此處簡單描述終端排查方法。

若終端有電，且能正常采集、存儲電能量數(shù)據(jù)，則將網(wǎng)線接入另一個備用配置好的以太網(wǎng)口，若更換以太網(wǎng)口后，通訊恢復(fù)正常，則說明原上傳以太網(wǎng)口損壞造成通道中斷；若更換網(wǎng)口后通道還是中斷狀態(tài)，則排查中間鏈路的問題。

（2）串口通道。串口通道可根據(jù)主站召測報文分析通道是否中斷。

報文只發(fā)不收表示通道中斷，則首先要清楚通訊路由，酒鋼廠礦所用串口通道有以下兩種。

①新版終端。新版終端串口通道是從RS485 控制端口出發(fā)，用轉(zhuǎn)換頭將RS485 信號轉(zhuǎn)成RS232信號，再通過調(diào)制解調(diào)器將RS232 轉(zhuǎn)換成音頻四線接入PCM、PDH 等設(shè)備上傳至主站，可使用通道環(huán)間測試法排查故障點。若終端到主站的通道鏈路經(jīng)測試自轉(zhuǎn)換頭以上均正常，則可排查終端的控制端口問題，可換個控制端口作為新的上傳口（注意該端口不能計算到控制端口數(shù)中），若更換端口后通訊恢復(fù)正常，則說明上傳端口損壞導(dǎo)致通訊中斷。

②舊版終端。舊版終端與新版終端不同點在于，舊版終端是直接輸出RS232 信號的。若終端到主站的通道鏈路經(jīng)測試自轉(zhuǎn)換頭以上均正常，則可排查終端的上傳端口問題，排查端口問題的方法與新版終端同理；若更換端口后通道狀態(tài)還是中斷，且終端不采集電量，則可測試CPU 板是否完好。

3.1.2 其他原因

（1）電源問題?，F(xiàn)場查看終端是否有電。終端沒電時，用萬用表測量電源是否符合終端可用電壓范圍；若電源符合標(biāo)準(zhǔn)，則可將電源接入系統(tǒng)備用電源板，若終端恢復(fù)，則說明原電源板損壞造成終端關(guān)機(jī)，通道中斷；若更換電源板后，終端還是無法啟動，則可測試CPU 板是否完好。

（2）終端時間問題。查看主站前置服務(wù)器時間是否正確，排除主站問題后，查看終端時間是否有誤。必須保證終端上該時間點的電量數(shù)據(jù)已存儲，才可以在主站召測該時間點數(shù)據(jù)；若未存儲，查看終端時間是否正確，如不正確則修改時間。

3.2 終端采集部分電表或整條總線不采集

（1）采集部分電表現(xiàn)象。若終端只有部分電表能采集，則首先檢查采集不到電表的電表參數(shù)是否配置正確，若電表參數(shù)配置均沒有問題，則查看電表參數(shù)是否超過了系統(tǒng)參數(shù)的最高限值，確保是要在最高限值之內(nèi)。

（2）總線不采集現(xiàn)象。在現(xiàn)場查看總線是否接到終端上正確的端口，避免總線接入到錯誤的COM口，再排查終端控制端口跟電表RS485 總線連接是否完好，是否虛接或正負(fù)接反；排除前面的問題后，再更換接口測試，注意要確保所接接口為已配置接口。

3.3 終端采集數(shù)據(jù)未存儲

當(dāng)終端實時數(shù)據(jù)可查看，但歷史數(shù)據(jù)顯示未存儲時，可查看采集周期中所需采集項目有效標(biāo)識是否打鉤，打鉤則表示需存儲該項目，否則不存儲。

3.4 規(guī)約不匹配采集不到數(shù)據(jù)

首先確定電表規(guī)約，終端數(shù)據(jù)庫里有沒有該規(guī)約，若有，且能對應(yīng)上，配置之后查看規(guī)約有無問題；若沒有，則重新制作該規(guī)約，使用Flash FXP 軟件將規(guī)約導(dǎo)入終端對應(yīng)的lib 配置文件夾，重新配置規(guī)約并重啟終端后觀察是否采集。

3.5 終端采集電量與電表不一致

首先查看終端上該電表的參數(shù)是否配置正確，電表參數(shù)配置錯誤也會導(dǎo)致部分類型的電表數(shù)據(jù)解析錯誤，同時將電表測試軟件所讀取的數(shù)據(jù)與終端數(shù)據(jù)、電表數(shù)據(jù)對比，若與電表一致與終端不一致，則查找終端問題；若與電表不一致與終端一致，則查找電表本身問題。

4 電能量遠(yuǎn)方終端使用注意事項

（1）為防止損壞終端甚至觸電，機(jī)箱必須先接地，然后才能進(jìn)行其他接線。

（2）嚴(yán)禁帶電插拔各種插件，包括終端內(nèi)部插件。

（3）嚴(yán)禁帶電插拔各種信號線插頭（RJ45 插頭除外），特別是各種RS232 插頭，如果帶電插拔容易損壞設(shè)備。

5 結(jié)語

數(shù)據(jù)采集技術(shù)的形成，大大減輕了廠礦現(xiàn)場人員的工作量，隨著智能采集的快速發(fā)展，只有不斷學(xué)習(xí)才能確保電力設(shè)備的正常運行，也為酒鋼電力計量系統(tǒng)的智能化打好基礎(chǔ)。