燃氣電廠遠動RTU原理及故障分析

崔新育

摘 要：隨著我國電力系統數字化水平的不斷提高，遠動系統的運行正常與否，直接影響設備和電網的安全運行。筆者結合自身所學與現場工作經驗，歸納總結了遠動系統的一些常見故障，以期為現場工作提供參考。

關鍵詞：RTU；故障；處理方法

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）14-0088-02

RTU Principle and Fault Analysis of Gas Power Plant

CUI Xinyu

（Beijing Jingfeng Gas Co.， Ltd.， Beijing 100074）

Abstract： With the continuous improvement of the digital level of power system in China， the operation of the remote control system is normal， which directly affects the safe operation of the equipment and the power grid. The author summarized some common faults of the telecontrol system based on his own experience and work experience in the field， so as to provide reference for the field work.

Keywords： RTU；fault；solution method

隨著電力系統自動化程度不斷提高，燃氣電廠自動化通信結構不斷優化，遠動系統可靠運行越來越重要。遠動裝置作為電力系統調度自動化的重要組成部分，為調度控制中心提供實時數據，實現對遠方運行設備的監視和控制。其運行的可靠性直接影響機組和電網的安全穩定運行。本文結合工作中的經驗，對遠動系統中的常見問題進行分析和探討。

1 RTU系統介紹

RTU（遠程終端單元），英文全稱Remote Terminal Unit，中文全稱為遠程終端控制系統，負責對現場信號和工業設備的監測和控制。RTU是構成電廠綜合自動化系統的核心裝置，通常由信號輸入/輸出模塊、微處理器、有線/無線通信設備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網絡系統。RTU通過自身的軟件（或智能軟件）系統實現電廠中央監控與調度系統對生產現場的控制和調度等功能[1]。

2 RTU系統在“四遙”中的功能

所謂“四遙”功能是指遙測、遙信、遙控和遙調。

①在遙測方面的主要功能是采集并傳送交流電流、電壓、功率、頻率、蒸汽流量、蒸汽壓力、抽氣量和溫度等實時參數。

②在遙信方面的主要功能是采集并傳送電力系統中繼電保護和自動化裝置的動作信息、斷路器和刀閘的狀態信息等。

③在遙控方面的主要功能是接收并執行調度員從主站發送的命令，并完成對斷路器的分閘或合閘操作。

④在遙調方面的主要功能是接收并執行調度員或主站計算機發送的遙調命令，調整發電機的有功出力或無功出力等[2]。

3 RTU系統常見故障及解決措施

3.1 監控軟件故障及解決措施

北京京豐燃氣有限責任公司RTU遠動裝置有兩個工作站（互為主備），采用的是國電南瑞NSC2200設備，軟件采用國電南瑞CCM程序。工作站監視RTU系統內各設備的運行狀態和各通信通道狀態、轉發RTU數據、參數配置等重要功能都是通過監視軟件CCM實現的。當監視軟件CCM退出運行時，會造成與市調通信中斷，廠內數據不能上傳，接收不到調度下發的指令，嚴重影響AGC和AVC的調節。

在系統運行了近3年時，北京京豐燃氣有限責任公司頻繁出現2臺遠動裝置CCM程序自動關閉的故障。對此，北京京豐燃氣有限責任公司對設備進行軟件殺毒，下載最新的殺毒軟件病毒庫，判斷是否是由于中毒導致的程序運行不正常。經過檢測，該故障并不是由病毒引起的。經過程序測評，CCM軟件自動退出是由于NSC2200硬件出現問題導致的。為了解決本問題，為每臺機器都安裝了“看門狗”程序。在CCM程序無故退出時，“看門狗”程序判定其退出，會馬上重新啟動CCM軟件，以防止2臺遠動裝置都退出。但是，此方法只能暫時緩解該問題，并不能徹底解決，即使安裝了“看門狗”軟件，CCM軟件也會處于不穩定的運行狀態。后經過調研發現，內蒙某電廠和湖州500kV某變電站與北京京豐燃氣有限責任公司設備型號與版本號一致，也頻繁出現此故障，他們通過更換新型號裝置從根本上解決了此問題。因此，北京京豐燃氣有限責任公司也更換了新型號裝置。

3.2 工作站死機故障及解決措施

隨著電網和通信技術的發展，RTU遠動裝置在運行過程中增加了通信通道、遙測遙信量和投退功能等負載。RTU為單機運行，雙CPU配置，CPU負荷率逐漸達到了90%左右，導致RTU遠動裝置在較為惡劣的高負荷工況下運行，逐漸出現死機現象。長時間高負荷運行加快部分元器件老化和損壞。向研發單位中國電科院咨詢，已證實CPU使用率高，會導致CPU速度變慢，程序反應不過來，CPU停頓或頻繁死機等現象。

當遇到此類問題時，應急措施是和調度協商，暫時甩掉備用通信通道和一些不重要的上傳數據，以降低CPU使用率，但效果不明顯。之后，將交流采樣板更換為新型板件。通過測試，CPU負荷率降到了70%左右，基本可以滿足較長時間的穩定運行。新型板件本身具有數據處理功能，可以分擔一部分CPU的負擔，這是CPU負荷率下降的主要原因。

3.3 通道故障及解決措施

RTU系統與調度通信通有2個通道，分別是101模擬通道和104數字通道。兩個通道不僅有軟件設置，還要經過很多硬件設備進行傳輸，出現故障的概率很大。

3.3.1 配置問題。調度通過104通道下發AGC計劃指令，RTU接受計劃指令正常，但返回值和下發指令不一致，存在偏差。子站與市調兩側對報文時發現子站側已給調度側發送返回值，但調度側接收不到。經過排查發現，調度側返回值遙測數據類型設置為歸一化值，而北京京豐燃氣有限責任公司設置為浮點值，調度側修改為浮點值后，可以收到AGC返回值，問題得以解決。

3.3.2 設備問題。RTU通道對話框顯示網調104不通，可以通過分段ping的方法鎖定故障點范圍，查看北京京豐燃氣有限責任公司側網調路由器和調度側路由器IP地址是否通暢，排查是廠內故障還是廠外故障。發現廠站內不通，檢查跟RTU通信相關的所有通信設備，發現廠內網調路由器E1口全部亮紅燈，設備故障造成通道不通。

3.4 數據故障及解決措施

3.4.1 接收的遙調指令與轉發給廠內機組DCS的指令不一致問題。104通道接收遙調指令后，轉發給廠內機組DCS的數據有1MW偏差。聯系調度通過104通道下發遙調指令300和197，對兩點進行了開環測試，記錄數據并對比偏差。經過分析報文并與研發人員溝通發現，調度下發的指令在經過RTU數據轉換過程中存在問題，可以通過升級RTU程序來解決。

3.4.2 機組負荷與調度接收到的負荷不一致問題。實際機組負荷為350MW，調度1接收到的負荷為355MW，調度2接收到的負荷為350MW。經檢查發現，向調度1轉發的機組負荷由5.5m測控裝置采集，此值偏高2～3MW，是由測控裝置偏正誤差引起的。而轉發給調度2的是由0m三菱變送器采集，此值偏低，是由偏負誤差引起的。因此，對遙測轉發表調度1的遙測系數進行調整，以補償正負誤差。

3.4.3 AVC接收遙調指令與調度下發的不一致問題。RTU接收調度下發的AVC調節指令，并轉發給AVC。在AVC調試過程中發現，RTU接收到的AVC遙調指令正確，但轉發給AVC后數據發生了改變。經過查找程序發現，RTU遙調參數設置中“給AVC發送數據”系數為1，但有一個默認系數為0.844，即0.844=1。所以，RTU接收完指令后再乘以這個系數后轉發給AVC。指令發生了改變，更改參數設置后恢復正常。

3.4.4 RTU接收到的指令與計劃指令不一致問題。首先查看RTU的事件記錄，查看實際接收到的負荷指令是多少；其次，檢查當地功能，查看負荷曲線與遙測對比表，查看北京京豐燃氣有限責任公司側的計劃值、實際機組出力和TCS返回值等數據是否一致，對比給兩個調度的返回值與RTU接收的調度下發的計劃值是否一致，從而判斷是廠內問題還是調度側問題，然后再解決問題。

4 結語

遠動RTU在電廠實現自動化控制起著至關重要的作用，其是廠站與調度溝通的橋梁，而這對設備的可靠性和安全性提出較高的要求。我們在日常維護時，要注意巡回檢查，加強設備管理，盡早發現問題，將設備的故障率和造成的影響降到最低。

參考文獻：

[1]百度文庫.《電力監控系統安全防護總體方案》（國能安全〔2015〕36號）[EB/OL].（2017-11-10）[2018-04-10]. https：//wenku.baidu.com/view/1c73048d0d22590102020740be1e650e52eacf93.html.

[2]張明光.電力系統遠動及調度自動化[M].北京：中國電力出版社，2014.