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）有限責任公司供電分公司，河南 鄭州 452370）

0 引 言

電力同經濟及社會發(fā)展關系密切，不但要滿足經濟及社會發(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。在此背景下，遠動通信傳輸技術受到關注，并被應用于電力系統(tǒng)。應用遠動通信系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電站調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，從而影響電站網絡運行的質量和安全。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，并探討其技術處理措施。

1 遠動通信系統(tǒng)的工作原理

隨著信息化技術的迅速發(fā)展，通信設備技術得到了有效發(fā)展，其中遠動通信技術也不例外，并被廣泛應用于電力系統(tǒng)。遠動通信技術的應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度中心。電站調度中心依據此信息內容和性質合理調度工作，將相關調度數據傳輸至電站，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)的應用價值和優(yōu)勢所在。

遠動通信系統(tǒng)主要由通信設備及遠動設備構成。遠動設備為安裝在電站生產方面的RTU遠動裝置，以有效采集電力負荷、功率、電壓以及開關狀況等的狀態(tài)量、數值量信號；通信裝置則為經過處理后的信號在信道傳輸的過程。由硬件來看，遠動通信系統(tǒng)主要包括傳輸媒介、調制調解裝置、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、信道編碼及數據采集等原理。

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，信道編碼技術應運而生。信道編碼為傳輸數據時對數據流實施編碼處理，減少通信系統(tǒng)的誤碼率。當前，常用的信道編碼多為循環(huán)碼和線性分組碼的融合應用。

數據采集。遠動通信系統(tǒng)主要依靠傳感器、PT以及CT等感應設備的數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換成數字信號，并輸送到上位機，由其處理分析電平信號。通常，數據采集涉及應用A/D轉換器、信道切換等技術。

通信傳輸。通信傳輸工作主要包括傳輸制式、介質、規(guī)約及工作模式等內容。傳輸方式及傳輸介質不同其所需的調制調解設備，當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)約主要有數據結構、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)被廣泛應用于電力系統(tǒng)，但在通信傳輸及遠動裝置調試安裝及運行中常出現(xiàn)誤碼、信息不暢等問題，影響電網調度的運行質量，制約了遠動調控工作的發(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)參數設置問題，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。如果所設遠動裝置的波特率存在差異，則無法準確傳輸數據。所以，要統(tǒng)一電站相應開關的波特率[4]。在遠動傳輸裝置中，常通過音頻信號和調制解調器進行數據轉換。如果音頻頻率同波特率不一致，也會影響其傳輸。當然，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解出雙方同步字，而其他數據無法解釋，則表明遠動報文規(guī)約存在偏差。此時應調試雙方的報文規(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。此方法能夠對通道運行狀態(tài)進行初步評估。另外，測試頻率最好設置在遠動裝置中，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。

當然，路修對會影響傳輸質量。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，應觀察遠動通信傳輸的數字接口，接口連線距離不應超過15 m。設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，則應通過其他接口或RS-232接口轉換。在RS-232接口中，正常情況下應能夠測量到遠動設備電壓，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、載波等設備傳輸發(fā)送時不能測量到電壓，在傳輸接收設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)法主要是針對調制調解器對遠動傳輸通道和裝置的優(yōu)劣進行判斷。調制調解板上的數據輸出、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，在調制調解板中插入端子，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，表示調制調解板裝置發(fā)生故障，需即可更換調制調解板。

2.2 調度數據通道故障

調度數據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絡端口，另1個COM端口的功能則是傳輸調度數據。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據傳輸出現(xiàn)故障，此時應檢測連接光纖的光電轉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，表示其數據傳輸運行正常。此方法能夠對網絡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的軟件對網絡通道傳輸的報文進行逐段監(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容。可以對報文進行截取節(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，則斷定通道傳輸的誤碼率較高，質量較差。應用此方法能夠對遠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 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，能夠實現(xiàn)電力調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，提高電力調度的質量和效率。