64 K數(shù)字專線通道在電能量采集系統(tǒng)中的應(yīng)用及故障處理

王俊龍，唐如意，王凱紅

(1.河北省電力研究院，石家莊 050021；2.河北省電力公司，石家莊 050021)

電能量采集系統(tǒng)是集電能表、電能量數(shù)據(jù)采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)、主站系統(tǒng)于一體，可實(shí)現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)[1]。64 K數(shù)字專線通道是電能量采集系統(tǒng)中一種重要的通信信道，目前河北省南部電網(wǎng)有多個(gè)220 kV變電站和電廠采用該數(shù)字專線通道作為主通道或者備用通道。由于其涉及廠站終端、G.703、PCM、終端服務(wù)器、主站等多種設(shè)備，一旦通信信道發(fā)生故障很難準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，耽誤故障處理時(shí)間，影響電能量采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行。以下通過(guò)對(duì)電能量采集系統(tǒng)中64 K數(shù)字專線通道應(yīng)用的研究，提出一種“打環(huán)測(cè)試、分段定位”的故障處理方法，該方法是一種簡(jiǎn)便、可行的故障處理方法。

1 64 K數(shù)字專線通道的應(yīng)用情況

在微波或光纖接口中，一般會(huì)提供64 K數(shù)字接口，為了提高傳輸?shù)木嚯x，通過(guò)G.703接口(最大傳輸距離350～450 m)可以使微波機(jī)房到遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房的高速數(shù)字傳輸成為可能(試驗(yàn)中用V.35、V28都不可行)，這樣將原來(lái)的模擬通道換成G.703接口，在不增加微波通信信道的條件下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸[2]。

KLD-3001C為接口轉(zhuǎn)換器，可以完成G.703/RS232接口之間的相互轉(zhuǎn)換,其工作原理示意見(jiàn)圖1。

圖1 KLD-3001C的工作原理示意

將RS232接口接收到的異步數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)成同步數(shù)據(jù)發(fā)送到G.703接口電路上，當(dāng)RS232接口接收到的數(shù)據(jù)中存在同步數(shù)據(jù)時(shí)，從G.703接口上接收的數(shù)據(jù)剔除同步字，將有效的數(shù)據(jù)發(fā)送到RS232接口上，完成G.703/RS232接口之間的相互轉(zhuǎn)換。KLD-3001C適用于使用微波(或光纖)信道的電力遠(yuǎn)動(dòng)與保護(hù)系統(tǒng)、電能量計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，可取代傳統(tǒng)的模擬Modem，提高傳輸速度，從1.17 Kb/s提高到4.69～56 Kb/s，提高數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性大大提高[2-3]。

在電能量采集系統(tǒng)主站端，前置采集服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)連接到MOXA串口服務(wù)器上，通過(guò)RS232串口連接到KLD-3001C(主站端)上，KLD-3001C的G.703接口與PCM相連；在廠站端，電量采集終端通過(guò)RS232串口連接到KLD-3001C(廠站端)上，KLD-3001C(廠站端)的G.703接口與PCM相連，如圖2所示。

廠站終端RTU內(nèi)的電能量數(shù)據(jù)通過(guò)RS232接口送給廠站端KLD-3001C設(shè)備，通過(guò) KLD-3001C接口轉(zhuǎn)換器，完成G.703/RS232接口之間的相互轉(zhuǎn)換，再通過(guò)微波(或光纖)信道將電能量計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)，通信速率可以達(dá)到4.69～56 Kb/s。到達(dá)主站系統(tǒng)后，再通過(guò)逆向轉(zhuǎn)換達(dá)到主站系統(tǒng)的KLD-3001C設(shè)備，最后通過(guò)RS232接口送給前置采集服務(wù)器，完成廠站端電能量數(shù)據(jù)的采集。

圖2 64 K數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)成

2 64 K數(shù)字專線通道的故障處理方法

2.1 故障檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)

在64 K數(shù)字專線通信信道中接入了一塊與主站端設(shè)備相同的硬件電路板KLD-3001C，利用其收、發(fā)特性來(lái)判定故障類別和定位故障點(diǎn)。KLD-3001C用來(lái)測(cè)試遠(yuǎn)端設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)其處于工作狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)RS232接口和遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行通信；當(dāng)處于測(cè)試狀態(tài)時(shí)，如果遠(yuǎn)端設(shè)備工作正常，則“中心”端的“收”燈亮，如果遠(yuǎn)端設(shè)備工作不正常，則“中心”端的“告警”燈亮， 同時(shí)利用外接筆記本電腦監(jiān)測(cè)報(bào)文，判斷故障類別，定位故障點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 64 K專線通道故障檢測(cè)過(guò)程

2.2 故障分析與判斷

a. 將KLD-3001C測(cè)試開(kāi)關(guān)置于測(cè)試位，RS232接筆記本電腦，在串口調(diào)試助手中查看收到的報(bào)文。若能收到報(bào)文，證明通道及站端G.703設(shè)備正常。

b. 若無(wú)報(bào)文，則故障在電量采集主站側(cè)KLD-3001C與廠站終端RTU之間。在機(jī)房找到G.703線路，并接入測(cè)試用KLD-3001C，測(cè)試用KLD-3001C通過(guò)RS232接口接入筆記本。將測(cè)試用KLD-3001C的RS232接口收、發(fā)短接，用串口調(diào)試助手發(fā)送測(cè)試字節(jié)(如，11 22 33 44)，在對(duì)應(yīng)的接收窗口應(yīng)能收到相同字節(jié)，否則，可判斷PCM與KLD-3001C之間的線路存在問(wèn)題。

c. 在機(jī)房PCM出口的音頻配線架引出四線接入G.703的同相平衡接口，測(cè)試用KLD-3001C通過(guò)RS232接口接入筆記本，將KLD-3001C的RS232接口收、發(fā)短接，用串口調(diào)試助手發(fā)送測(cè)試字節(jié)(如，11 22 33 44)，在對(duì)應(yīng)的接收窗口應(yīng)能收到相同字節(jié)，否則，應(yīng)采取逐段排查。

d. 先在廠站端將PCM打環(huán)，打環(huán)有2種方式：一種是PCM撥碼置位方式，一種是配線架接線短接。配線架接線短接方式是把配線架上的四線(兩接收線、兩發(fā)送線)的R+(接收的正極)、T+(發(fā)送的正極)短接，R-(接收的負(fù)極)、T-(發(fā)送的負(fù)極)短接)。同時(shí)，在主站端通過(guò)接入的測(cè)試筆記本的串口調(diào)試助手發(fā)送字節(jié)，在對(duì)應(yīng)的接收窗口查看。若無(wú)收到報(bào)文，應(yīng)判斷是局端PCM和站端PCM之間的問(wèn)題。

e. 若可以接收到報(bào)文，則在廠站端PCM處引出G.703末端，將R+、T+短接，R-、T-短接，仍在主站端通過(guò)串口調(diào)試助手發(fā)送某字節(jié)，在對(duì)應(yīng)的接收窗口查看。若無(wú)收到報(bào)文，應(yīng)判斷是站端PCM到KLD-3001C之間的問(wèn)題。

f. 若可以接收到報(bào)文，則查看KLD-3001C設(shè)備狀態(tài)，當(dāng)指示燈“告警”亮?xí)r，將R+，R-與T+，T-倒換，保證“告警”燈滅，無(wú)報(bào)警。若仍無(wú)收到報(bào)文，應(yīng)判斷是KLD-3001C的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

電能量采集系統(tǒng)中64 K數(shù)字專線通道具有穩(wěn)定性好、傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，能夠確保電能量數(shù)據(jù)采集的可靠性。以上提出的“打環(huán)測(cè)試、分段定位”的故障處理方法有效解決了數(shù)字專線通道故障點(diǎn)不易查找、定位困難的難題。該故障處理方法已經(jīng)在河北省電力公司關(guān)口電能量采集系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用多次，累計(jì)處理64 K數(shù)字專線通道故障36起，使得河北省電力公司關(guān)口電能量采集系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)由調(diào)度中心到數(shù)控中心機(jī)房的遷移。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐如意．電量遠(yuǎn)方采集技術(shù)在河北省南部電網(wǎng)的應(yīng)用[J]．河北電力技術(shù)，2005，24(6)：4-6.

[2] 傅海洋，趙品勇．SDH 微波通訊系統(tǒng)[M]．北京：人民郵電出版社，2001．

[3] 鮑永青，楊玉瑞，任月吉,等.一種利用G．703數(shù)字接口傳送遠(yuǎn)動(dòng)信息的實(shí)用方法[J]．繼電器，2004,32(17)：78-81.