國能蚌埠發(fā)電有限公司 張趙冰

1 引言

電力系統(tǒng)直接關(guān)系到當(dāng)前社會(huì)的用電質(zhì)量，作為電力系統(tǒng)源頭的發(fā)電廠，其本身的運(yùn)行質(zhì)量，更是與其供電質(zhì)量息息相關(guān)，加強(qiáng)對(duì)其遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)的故常分析工作，能夠更好地掌握發(fā)電廠中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，從而確保電力系統(tǒng)的安全，滿足現(xiàn)代社會(huì)生活的用電需求。

2 遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)概述

2.1 簡(jiǎn)介

遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)一般指的是，用遠(yuǎn)動(dòng)的設(shè)備按事先協(xié)議設(shè)定好的通信技術(shù)協(xié)議要求，使用三種不同通信介質(zhì)，分別在三個(gè)信道中將載有特定目標(biāo)信息內(nèi)容的信號(hào)同步傳輸，接收到通信主站上相應(yīng)頻段的通信設(shè)備信道中，接收方并根據(jù)信道收到方的發(fā)送信號(hào)要求，將發(fā)送信息自動(dòng)提取傳送出來，這為傳輸過程中涉及一系列程序的數(shù)字信號(hào)傳送處理提供依據(jù)，包括了信號(hào)數(shù)據(jù)采集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)數(shù)據(jù)收發(fā)傳輸和發(fā)送信號(hào)數(shù)據(jù)、提取發(fā)送等。

在實(shí)際使用工作流程中，遠(yuǎn)動(dòng)電力通訊設(shè)備系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，比如系統(tǒng)可以快速搜集有關(guān)發(fā)電廠以及各變電站當(dāng)前的最高電壓狀況，以及其正常運(yùn)作狀態(tài)，符合實(shí)際情況需要的各項(xiàng)詳細(xì)情況信息數(shù)據(jù)等，之后還能夠?qū)崟r(shí)將以上這些相關(guān)信息進(jìn)行匯總分析處理后，并即時(shí)傳輸信息到系統(tǒng)相應(yīng)部門的遠(yuǎn)程調(diào)度設(shè)備中，然后遠(yuǎn)程調(diào)度中心部門可以實(shí)時(shí)以此系統(tǒng)為決策依據(jù)，去開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度處理工作，為系統(tǒng)遠(yuǎn)程直接操控各種變電站系統(tǒng)以及各個(gè)發(fā)電廠運(yùn)行，奠定起了較為良好可靠的基礎(chǔ)[1]。

2.2 原理組成

遠(yuǎn)動(dòng)通訊傳輸系統(tǒng)設(shè)備一般包括：遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通信機(jī)、調(diào)制及解調(diào)裝置和信號(hào)傳輸控制媒介裝置等四部分，遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)布局如圖1所示。其系統(tǒng)主要組成部分的技術(shù)工作原理包括以下幾方面。

圖1 遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)布局圖

一部分是基于數(shù)據(jù)自動(dòng)采集工作原理，即自動(dòng)對(duì)整個(gè)發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行變化情況數(shù)據(jù)，以及傳感器設(shè)備的符合參數(shù)信息來進(jìn)行自動(dòng)化采集，只根據(jù)需要自動(dòng)將現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)配置的信號(hào)傳感器設(shè)備，直接安裝配置到所有需要現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)信息需要的傳感器設(shè)備裝置上，這樣就完全可以快速實(shí)時(shí)有效的傳輸?shù)玫浆F(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)信息，一般數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)的實(shí)際采集信號(hào)頻率，首先應(yīng)達(dá)到原始信號(hào)頻率值的近兩倍或是以上，以此能夠確保采集信息數(shù)據(jù)來源的信號(hào)全面性度以及其準(zhǔn)確性。

之后再逐步將所采集信號(hào)到的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波技術(shù)處理，經(jīng)過采樣保持器處理再轉(zhuǎn)換后即可完成數(shù)字A/D 信號(hào)轉(zhuǎn)換，這樣就應(yīng)該可以輕松將原始模擬的信號(hào)，快速轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出并順利傳達(dá)送到上位機(jī)環(huán)境中，最后借助RTU 來進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)分析處理工作并能夠得到更有用更好的采集數(shù)據(jù)信息。

2.3 遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展

遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)誕生于20世紀(jì)末，總共經(jīng)歷了三個(gè)歷史發(fā)展階段，分別為最初的遠(yuǎn)動(dòng)通訊監(jiān)控技術(shù)、中期的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)以及末期的互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。最早期的遠(yuǎn)動(dòng)通訊設(shè)備實(shí)質(zhì)上就是遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，就是在站端配置了一套純硬件的移動(dòng)設(shè)備，并不能涉及到軟件系統(tǒng)，并且硬件初期都是非智能系統(tǒng)，采用的是主站與終端一對(duì)一的配套，通訊主要依靠“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”來進(jìn)行，初期也只能實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能[2]。

中期的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要通過前端微機(jī)，以及軟件分析來與中心站與站端實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或者一對(duì)多的方式，結(jié)合當(dāng)時(shí)的通訊技術(shù)對(duì)通訊的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)化，信號(hào)傳輸技術(shù)也得到提升，從之前的電力線載波技術(shù)到微波、光纖技術(shù)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)也擴(kuò)大道四遙。

20世紀(jì)九十年代末，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)開始采用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，利用光纖通信以及高帶寬、高質(zhì)量的特點(diǎn)來實(shí)施遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控業(yè)務(wù)，底層采用TCP/IP 協(xié)議，規(guī)約主要為IEC870-5-104。

3 發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)通訊系統(tǒng)的常見電氣故障及其分析方法

3.1 四線模擬通道常見故障判斷方法

3.1.1 耳聽法

耳聽法使用的設(shè)備是磁石話機(jī)。在實(shí)際使用操作過程中只需要先將磁石話機(jī)，分別置于通訊設(shè)備音頻配線架中的信號(hào)輸入端口和音頻輸出端子處，并配以測(cè)試頻率的單雙工進(jìn)行信號(hào)判定，單一輸入頻率即是信號(hào)測(cè)試輸出頻率，兩個(gè)測(cè)試頻率都是一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。此時(shí)，操作人員也會(huì)將單一頻率形容為蟬的叫聲，兩個(gè)頻率則是形容為蟋蟀的叫聲，聽到此類聲音說明通道是通的。在判斷遠(yuǎn)動(dòng)通道的通與斷的時(shí)候，聲音的高低、純潔度、清晰度等也能夠用作判斷依據(jù)，并且按照聲音也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因，但是這一方法很難對(duì)通道的質(zhì)量進(jìn)行判斷。

3.1.2 萬用表測(cè)試法

萬用表測(cè)試法也是比較常見的，一般也被廣泛用于對(duì)通道信號(hào)通與斷情況的一種初步分析判斷工作中，一般正常情況條件下，當(dāng)萬用表電平值太過低時(shí)通道也可能出現(xiàn)不通。再就是還需要注意，使用萬用表內(nèi)置的毫伏檔測(cè)量遠(yuǎn)動(dòng)通道的輸入信號(hào)和測(cè)量輸出的電平，正常測(cè)試情況條件下，遠(yuǎn)動(dòng)通道輸入的電平值應(yīng)設(shè)定在775～7.75mV 的范圍，輸出信號(hào)電平則應(yīng)穩(wěn)定在775～77.5mV 的范圍，如果出現(xiàn)異常數(shù)值說明存在一定的故障問題[3]。

3.1.3 直觀觀測(cè)法

通常國際市場(chǎng)價(jià)格是公認(rèn)的合理價(jià)格，而國內(nèi)的批發(fā)價(jià)格竟遠(yuǎn)低于國際市場(chǎng)價(jià)格，除了稅收因素，已不能從正常的原油及加工成本去解釋。以此作為市場(chǎng)價(jià)，必然導(dǎo)致市場(chǎng)的混亂和迷茫。

直觀觀測(cè)法主要用的是調(diào)制解調(diào)器，借助調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)指示燈來判斷數(shù)據(jù)是否正常傳輸。指示燈發(fā)出一亮一滅的交替燈亮說明是正常的，但是燈不亮或其中一個(gè)燈常亮就可以判定為數(shù)據(jù)傳輸不正常，該方法比較簡(jiǎn)單直觀，效率也較高。

3.2 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通道

3.2.1 直接觀察法

通訊裝置系統(tǒng)中在CPU 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中一般需要最少要配備3個(gè)COM 口，其中第1個(gè)COM 口主要用于調(diào)度數(shù)據(jù)的傳輸工作的，因此可以通過直接去觀測(cè)這個(gè)COM 口中的閃爍的數(shù)據(jù)調(diào)度傳輸故障燈，閃爍則表示機(jī)器運(yùn)行工作正常，如果閃爍不長(zhǎng)亮的話則一般表示數(shù)據(jù)傳輸存在故障。

3.2.2 查看報(bào)文法

通過使用筆記本電腦攝像頭及安裝相應(yīng)級(jí)別的防火墻軟件，可以逐段自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)通道之間傳輸來的網(wǎng)絡(luò)上、下行的104報(bào)文，監(jiān)測(cè)接不到的報(bào)文后即可準(zhǔn)確判斷其為網(wǎng)絡(luò)通道的中斷信號(hào)；監(jiān)測(cè)到報(bào)文中有亂碼就可以用來判斷通道的傳輸鏈路質(zhì)量不好。

4 遠(yuǎn)傳動(dòng)通信傳輸線路故障案例分析結(jié)論及對(duì)策建議

4.1 遠(yuǎn)動(dòng)通信傳輸系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置是否統(tǒng)一正常

遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備在傳輸線路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要系統(tǒng)各組成部分相關(guān)信號(hào)功能指標(biāo)設(shè)置上的誤差，是否都能夠進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)和系統(tǒng)正常檢測(cè)工作，主要依據(jù)需要判斷系統(tǒng)的有以下幾個(gè)主要問題：一是系統(tǒng)波特率參數(shù)值是否都能得到統(tǒng)一。一般大型的發(fā)電廠系統(tǒng)中，在能夠進(jìn)行電力載波信號(hào)遠(yuǎn)動(dòng)接收的電力傳輸通信線路方案中，系統(tǒng)所需要求和使用檢測(cè)到的波特?cái)?shù)多常用檢測(cè)到的波特分別有300波特、600波特和1200波特，其檢測(cè)數(shù)值是否均能做到統(tǒng)一就會(huì)將，更直接有效地影響關(guān)系到貫穿著整個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通訊設(shè)備網(wǎng)絡(luò)本身運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的運(yùn)行以及通信數(shù)據(jù)質(zhì)量，因此系統(tǒng)一般還需要分別的將整個(gè)系統(tǒng)中主站、分站模塊以及整個(gè)系統(tǒng)，modem模塊中的幾乎所有網(wǎng)絡(luò)功能中的各部分相應(yīng)的功能開關(guān)和設(shè)置等，都要統(tǒng)一調(diào)至平成統(tǒng)一的波特率標(biāo)準(zhǔn)上。二是要求傳輸音頻頻率范圍內(nèi)是否精度一致，遠(yuǎn)傳動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)語音傳輸音頻的交換系統(tǒng)主要是指，可以利用兩個(gè)無線交換modem 交換設(shè)備間來完成相互的轉(zhuǎn)換，發(fā)送話音數(shù)據(jù)信息的和直接發(fā)送音頻信號(hào)數(shù)據(jù)消息的，以600波特?zé)o線網(wǎng)絡(luò)語音為例，相關(guān)的技術(shù)規(guī)定要求規(guī)定其傳輸?shù)囊纛l頻率范圍至少保持在2880Hz 左右，頻偏和誤差范圍要能夠一直都保持并控制在±200Hz 范圍以內(nèi)的代碼三是需要注意正負(fù)邏輯頻率的是否一致，所謂代碼正的邏輯，就是指代碼在發(fā)在1時(shí)才為正負(fù)高頻頻率，在0時(shí)則才會(huì)為正低頻頻率，負(fù)的正負(fù)邏輯頻率則完全是相反，發(fā)代碼在發(fā)1時(shí)則才會(huì)為正負(fù)正低頻頻率，發(fā)代碼在0時(shí)則才為正負(fù)高頻頻率，雙方邏輯如果都出現(xiàn)頻率不統(tǒng)一的情況下，那么也就是同樣是會(huì)導(dǎo)致亂碼的事件的大量的出現(xiàn)的原因[4]。

4.2 遠(yuǎn)動(dòng)傳輸設(shè)備線路是否通暢

遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)傳輸中設(shè)備間的回路通道是否正常，通暢頻率的實(shí)際判斷方法，首先就是需要保證遠(yuǎn)動(dòng)的信號(hào)能保持在正確傳輸?shù)臓顟B(tài)信號(hào)中，并經(jīng)常觀察該信號(hào)本身的正確傳輸頻率質(zhì)量，操作研究人員們可以分別使用耳機(jī)在輸入信號(hào)和信號(hào)輸出之間，聽測(cè)是否有兩個(gè)頻率點(diǎn)還是有單一的頻率，然后通過使用選頻電平表選測(cè)頻率，這樣才可以保證更加清楚明確的在那個(gè)選頻點(diǎn)上擺動(dòng)頻率到某個(gè)最大值，以此結(jié)果為計(jì)算依據(jù)，逐步確定遠(yuǎn)動(dòng)頻率的實(shí)際波特率。

如果發(fā)現(xiàn)頻率參數(shù)與規(guī)定值會(huì)有明顯差別，這時(shí)候則需要技術(shù)人員及時(shí)與遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控設(shè)備一方工作人員進(jìn)行校對(duì)，確保頻率值能夠準(zhǔn)確調(diào)整為一致，這樣也可以避免故障的發(fā)生。還有就是可能會(huì)出現(xiàn)聽到或聽量到有第三頻率的情況，這說明遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。除此以外還需要包括應(yīng)該經(jīng)常認(rèn)真的檢查路修設(shè)備的平不平，并應(yīng)該盡量做到確保與各種信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備電平信號(hào)接口的銜接及位置大小要保持完全的一致，接口設(shè)備間信號(hào)阻抗的大小必須要與其相匹適配，應(yīng)提供足夠較強(qiáng)的雜音防衛(wèi)度，根據(jù)信號(hào)波特率大小要盡量提供一條數(shù)量足夠較多的信號(hào)通頻帶，收發(fā)信通路間必須要保證盡量要有一個(gè)在低于60dB 以上的申雜音防衛(wèi)度，傳輸?shù)脑O(shè)備波形信號(hào)失擬逼真度相對(duì)要較小。

4.3 應(yīng)用于電力網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)（Ncs）

Ncs 監(jiān)控系統(tǒng)至少應(yīng)實(shí)現(xiàn)，包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息采集并處理、監(jiān)控及報(bào)警、斷路器開關(guān)和隔離裝置開關(guān)等的遠(yuǎn)程控制裝置操作功能，及其他控制設(shè)備遠(yuǎn)程操作、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或各種智能設(shè)備中的計(jì)算機(jī)同步和對(duì)時(shí)、閉鎖聯(lián)動(dòng)功能、統(tǒng)計(jì)查詢和數(shù)據(jù)計(jì)算、打印操作記錄、數(shù)據(jù)信息貯存記錄和自動(dòng)檢索，進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控指導(dǎo)、遠(yuǎn)傳動(dòng)信息實(shí)時(shí)傳送以及通訊等計(jì)算機(jī)運(yùn)行維護(hù)管理服務(wù)功能，在線自檢測(cè)診斷監(jiān)控功能管理和系統(tǒng)冗余操作管理控制等功能。在發(fā)電廠的遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)中融入Ncs，可以更好的監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的問題，進(jìn)行故障報(bào)警，最終可以保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

綜上所述，遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，直接影響到發(fā)電廠各個(gè)設(shè)備的安全運(yùn)行效果，現(xiàn)如今社會(huì)用電需求越來越大，作為電力系統(tǒng)的源頭，發(fā)電廠必須要重視起對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)的故障分析工作，要結(jié)合該系統(tǒng)的運(yùn)行情況以及設(shè)備的實(shí)際需求，采用科學(xué)的故障分析方法，從而可以更好地掌握遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生的故障問題，一旦發(fā)現(xiàn)故障也要及時(shí)分析原因并進(jìn)行排除，從而保障系統(tǒng)運(yùn)行正常，尤其是當(dāng)前電力系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化建設(shè)水平越來越高，遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)保障我國電力系統(tǒng)的高水平有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。