調度自動化系統通道故障的查找

許繼電氣股份有限公司 陳燕

隨著農網改造和創一流的開展，我國農村電網調度自動化系統大都經歷了一到兩次升級，但由于種種原因，主站端設備與變電站端的遠動設備（綜自或RTU）往往不是一個廠家生產的，即使是同一廠家也存在平臺、版本的差異。傳輸通道也多由不同廠家的光傳輸、擴頻、載波等不同設備組成，所以在安裝調試及運行中經常發生通道中斷或誤碼等故障。現就安裝調試、運行維護中碰到的一些常見通道故障問題，進行介紹與分析。

1 調度自動化系統的作用

所謂調度自動化系統（SCADA），即將發電廠、變電站的電壓、電流、功率、等遙測量和斷路器、刀閘、繼保裝置的觸點變位等遙信量進行采集、編碼，上傳至調度主站，將調度的命令用數據形式下傳到遠動分站，進行遙控、遙調操作，這些數據就是遠動信號。調度自動化通道的作用，就是為這些數據提供一個暢通無阻的上下行通路。這些數據有的是直接接在通道的數字口上進行傳輸，有的則是將數據經過調制器（MODEM）變換成音頻信號，經傳輸通道的音頻接口傳輸到對方，對方再用解調器還原成原來的數據。

2 調度自動化設備的配合

就調度自動化設備來講，要想通道暢通，除設備的穩定性要高外，在配合上還要做到以下幾方面統一。

2.1 報文規約要統一

主、分站設備規約選擇須統一，目前國內調度自動化設備最常用的規約有以下幾種：新部頒CDT規約（DL451-91）、武漢CDT規約、SCI1801規約、μ4F規約和MB88規約。

2.2 波特率（Baud Rate）要統一

波特（Baud）：波特是設備（如調制解調器）每秒鐘發生信號變化的量。它代表的是信號的變化，而不是傳輸數據的多少。它表示每秒鐘內通信線路狀態改變的次數。

波特率（Baud Rate）：串行口每秒鐘發送（或接收）數據的位數稱為波特率。

據我國電力部門現行使用較多的遠動制式，有300Baud、600Baud、1200Baud三種。波特率不統一，遠動數據就無法正常收發。不但要把主分站間的通信波特率設置一致，還要把MODEM里面的相應斷路器設置一致。

2.3 同步字要統一

同步字可保證通道中的傳送順序，每楨報文前如果均收到完全正確的同步字，證明通道基本正常。現多用三組EB90或D709作為同步字。如雙方同步字不統一，收不到要求的同步字頭，就無法接收后續報文。

2.4 音頻頻率要統一

原電力部規定，經過MODEM后的調頻音頻頻率為：300 Baud 3000±150 Hz；600 Baud 2880±200 Hz，按慣例1200 Baud 1700±500(400)Hz。在原電力部規定中，600 Baud的中心頻率可根據用戶要求設為2880±60N(N為正整數)Hz，但頻偏必須是±200Hz。調度自動化設備生產廠家或配置的MODEM應遵照以上設置并可調。音頻頻率對準確度要求很高，可用頻率計、選頻表、萬用表的頻率檔進行核校。還要注意音頻信號是否是良好的正弦波，可用示波器觀察。在現場調試中經常出現MODEM輸出音頻頻率不準，有的最大偏差達50Hz；還出現過信號波形是三角波的實例。測量頻率或觀察波形時應設法送單一頻率。頻率不對則不通，頻率不準或波形不良將造成嚴重誤碼。

2.5 正負邏輯要統一

所謂正邏輯，就是發“1”時為高電平，發“0”時為低電平；負邏輯則相反，發“1”時為電平，發“0”時為高電平。有時遠動電平正常，波形良好，但收到的全是誤碼，這時就應考慮雙方邏輯是否統一。

2.6 地址碼要統一

雙方報文的源地址和目的地址應統一，如一方不按約定設置，或雙方事先沒有約定，將造成不通。

3 傳輸設備的檢查

3.1 音頻傳輸方式

遠動信號接上后，要先用耳機在輸入和輸出端聽一聽，是兩個頻率還是單一頻率，兩個頻率是數據信號，上行信號一般是雙音；單一頻率是測試頻率，下行信號可能是單音，但下行信號在定時發命令時也是雙音。聽到音頻證明通道是暢通的。有經驗的調試、維護人員從音頻的高低、純潔度、清晰度，就能大概判斷遠動設備能不能上，不能上的原因在哪里。

聽完音頻后要用選頻電平表選測頻率，檢查哪個頻點擺動到最大值，以確定遠動的實際波特率。最好是讓遠動設置備測試頻率，用選頻表選測或用頻率計測量，有些萬用表也帶有測頻率檔。如頻率與規定值有差別，應告知遠動設備方進行頻率校對并調整。如聽或測到有第三頻率，如300Baud有3000Hz，肯定是遠動設備出了問題，這在現場調試中經常碰到。

檢查傳輸設備的傳輸質量，要從以下六個方面著手：

3.1.1 傳輸電平的銜接要一致

一般規定是0Baud進，0Baud出。但現場有許多不符之處，如遠動設備輸出不可調整或調整范圍小，遠動設備到傳輸設備的接入點，音頻電纜過長。一般輸入在-20~+10波特都認為正常，在傳輸設備上應能進行調整。如電力載波，外線發送相對于話音信號來講，300Baud比話音低8dB；600Baud比話音低3.5dB；傳送1200Baud時不傳話音，電平按話音電平標準調整。輸出在10dB時應為良好正弦波，范圍也為-20~+10dB之間，根據遠動設備需要可調。還要注意有的傳輸設備，輸入接口額定電平不是0Baud，而是-14Baud，0波特電平接入將造成過負荷，產生嚴重失真。

3.1.2 接口阻抗應匹配

遠動設備的MODEM收發與傳輸設備的收發接口處的阻抗，均規定為600Ω。

3.1.3 應有足夠的雜音防衛度

原電力部標準規定為17Baud，而一般載波機都能達到25Baud以上，光端機則更高。

3.1.4 根據波特率要提供足夠的通路頻帶

300Baud傳送2850Hz和3150Hz，取2550~3400Hz帶寬；600Baud傳送2680Hz和3080Hz，取2200~3400Hz帶寬；1200Baud占用300~3400Hz全部話頻帶寬。電力載波應據需要可調，如DPLC-2000電力載波機，具備帶寬可調功能；而光端、微波、擴頻等設備一般用四線E/M通路中的收發通路，應是300~3400Hz全部話頻帶寬無需調整。

3.1.5 收發信通路要有60dB以上的雜音防衛度。

所謂雜音防衛度，即傳輸信號電平與雜音電平的差值。雜音防衛度越高，抗干擾能力越強；雜音防衛度越低，傳輸信號受干擾越嚴重。

在現場發現光端機二四線轉換程序設置錯誤，收發嚴重互串的實例。也有收發線接成線對的例子。

3.1.6 傳輸波形失真度要小

在輸入端和輸出端用示波器觀察波形，應基本一致。包括波形應無缺口或缺口很小。

3.2 數字傳輸方式

數字接口，通常用RS-232接口，需要注意的是設備接口之間的連線距離不能過長。標準是15m，最好是兩設備相鄰，或在同一機房。最遠是相鄰機房，不能超標準過多。如超過幾十米，應用RS-422或其它接口方式進行轉換。

對于RS-232接口，遠動設備（也包括其它終端設備，如計算機）發送應能量到電壓，一般應為±（2~12）V左右，接收時量不到電壓；載波、光端等傳輸設備發送測不到電壓，接收應能測到±(2~12)V左右的電壓。其接法是：

遠動設備——傳輸設備

發接發 收接收

傳輸設備——傳輸設備

發接收 收接發

連線應帶屏蔽功能，另外還應注意地線要接在同一地上。RS-232標準插頭不管是9針的，還是25針的，都有一個是地線，一定要將其連通。

通過以上幾個步驟的檢查，通訊仍然不通或誤碼率高，最后可用分段自環法，來判斷壓縮產生故障的范圍。方法是一端發出同步字、校時命令或報文，在收端用計算機觀察數據，收到的數據應與發出的一致，如果收不到或誤碼，則故障就在環路以內。遠動數據不能上傳，可將站端MODEM重新啟動。檢查范圍為：

* MODEM輸出對輸入自環：檢查MODEM本身；

* 傳輸設備輸入線對輸出線自環：檢查連接線；

* 本端傳輸設備高頻自環：檢查本端傳輸設備；

對端傳輸設備輸出對輸入大環路自環：檢查通道及對端傳輸設備。

大環路自環，將是上下行兩個通道的相加，所以誤碼率將疊加。但也是現場調試經常使用的方法之一。