變電站電能量遠方終端的應用及故障分析

邵芳霞

（酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司，甘肅 嘉峪關 735100）

1 概述

電能量遠方終端（Remote Terminal Unit of Integrated Totals）是對電能量（電能累計量）進行數據采集、分析處理、長期存貯、上傳主站以及實現本機液晶面板實時數據的查詢等功能的設備。目前酒鋼常用的電能量遠方終端設備為HL—3104JA（機架式）。文章主要從電能量遠方終端在變電站的應用與日常維護兩個方面闡述[1]。

2 電能量遠方終端通訊端口及主要參數

HL—3104JA 終端由液晶面板、通訊模塊、RS485、CPU、系統主電源、系統備電源共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”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送報文召測數據時閃爍紅燈，RX 指示燈在電表向終端回復數據時閃爍綠燈，且TX、RX 閃爍頻率為發送一短幀，回復一長幀。

2.2 以太網口

終端有1 個CPU 板，包括2 路10/100M 自適應以太網口ETH1、ETH2，采用RJ45 接線，通常用于上行，但根據需要也可用于局域網內的表計采集。當終端與上級主站之間使用網絡通訊方式時，需在終端和主站均加上服務端口，用于網絡口TCP server 的監聽。

LINK、DATA 指示燈：LINK 燈表示物理連接狀態，該指示燈常亮時，表明物理連線已連接且鏈路正常；DATA 燈表示數據傳輸狀態，該指示燈閃爍時，表明終端與主站正在進行數據傳輸[2]。

2.3 維護端口

終端液晶面板上1 路RS232 標準維護接口，為DB9 FEMAIL（孔型）連接器，用于用戶對終端進行連接參數設置及遠程診斷，可直接連接計算機的COM 口。

2.4 主要參數

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

（1）系統參數：包括表計總數目、串口方案數、監視參數、網口數目、串口總數目、控制端口數。需要注意以下兩個參數配置：

①表計總數目：指終端能夠采集到的電表數目。預先統計現場電表總數，將表計總數目設置的大于現場電表總數，預留電表空位，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：指終端能夠用于采集電表數據的串口數目，當終端有8 個控制端口時，控制端口數默認值為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，所以嚴禁將數值設置為8 以上；改為8 以下，則代表實際使用的串口數目，當其中一個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。該參數中包含5 項內容：校驗位、數據位、停止位、波特率、通訊方式。該參數中每一項均應與電表的該項參數相對應，若某一項參數與電表參數不對應，會造成電表電量無法采集；當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）網絡參數：包括該終端的IP 地址、子網掩碼、網關，在終端與主站建立網絡通訊鏈路時使用。變電站終端網絡參數需與主站一一對應，否則數據將無法上傳。

（4）監視參數：終端向主站上傳電量數據的配置，分為串口通訊配置與網絡通訊配置兩類。主要內容為服務端口、串口方案、通訊規約、對時有效等。服務端口只適用于網絡通訊方式，對于串口通訊方式該參數無效。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；若上傳方式為網絡通訊，則該選項無效。通訊規約表示此監視通道使用的端口規約，酒鋼根據地區適用性選擇規約為gs102，與主站規約必須一致。對時有效根據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 以上的數據延時上傳，所以對老舊終端需要將終端時間設置的比主站時間快幾分鐘。

（5）電表參數：用于設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節。包括有效標識位、線路名稱、表計地址、使用端口、表計規約等參數。有效標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荷線路，在一個變電站中該編號具有唯一性；表計地址相當于每塊電表的身份證，是終端區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；表計規約指電表所使用的數據上傳編碼方式，電表說明書上有該電表的規約類型。

3 電能量遠方終端故障現象及處理方法

3.1 主站召測不到變電站終端數據

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

3.1.1 判斷通道是否中斷

有些主站系統可直觀查看通道狀態是否正常（常見網絡通道），若不能直觀查看，可用以下方法。

（1）網絡通道。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，確認是否是服務端口的問題；若不能ping通或丟包嚴重，則表示終端至主站的通訊鏈路中斷或網絡通道狀態不好，需到現場查看確切原因，此處簡單描述終端排查方法。

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

（2）串口通道。串口通道可根據主站召測報文分析通道是否中斷。

報文只發不收表示通道中斷，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，用轉換頭將RS485 信號轉成RS232信號，再通過調制解調器將RS232 轉換成音頻四線接入PCM、PDH 等設備上傳至主站，可使用通道環間測試法排查故障點。若終端到主站的通道鏈路經測試自轉換頭以上均正常，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中），若更換端口后通訊恢復正常，則說明上傳端口損壞導致通訊中斷。

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測試自轉換頭以上均正常，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。現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；若電源符合標準，則可將電源接入系統備用電源板，若終端恢復，則說明原電源板損壞造成終端關機，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據已存儲，才可以在主站召測該時間點數據；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是否配置正確，若電表參數配置均沒有問題，則查看電表參數是否超過了系統參數的最高限值，確保是要在最高限值之內。

（2）總線不采集現象。在現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 終端采集數據未存儲

當終端實時數據可查看，但歷史數據顯示未存儲時，可查看采集周期中所需采集項目有效標識是否打鉤，打鉤則表示需存儲該項目，否則不存儲。

3.4 規約不匹配采集不到數據

首先確定電表規約，終端數據庫里有沒有該規約，若有，且能對應上，配置之后查看規約有無問題；若沒有，則重新制作該規約，使用Flash FXP 軟件將規約導入終端對應的lib 配置文件夾，重新配置規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是否配置正確，電表參數配置錯誤也會導致部分類型的電表數據解析錯誤，同時將電表測試軟件所讀取的數據與終端數據、電表數據對比，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 電能量遠方終端使用注意事項

（1）為防止損壞終端甚至觸電，機箱必須先接地，然后才能進行其他接線。

（2）嚴禁帶電插拔各種插件，包括終端內部插件。

（3）嚴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備。

5 結語

數據采集技術的形成，大大減輕了廠礦現場人員的工作量，隨著智能采集的快速發展，只有不斷學習才能確保電力設備的正常運行，也為酒鋼電力計量系統的智能化打好基礎。