利用远动基本功能实现远方诊断RTU运行工况的探讨

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利用远动基本功能实现远方诊断RTU运行工况的探讨

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-24 9:33:45

金新颜
金华电业局，浙江金华 321001 0 引言
    调度自动化设备的运行稳定性和可靠性直接关系到电网的安全经济运行，如何提高调度自动化设备的运行稳定性和可靠性，提高调度自动化设备的运行管理水平，提高工作效率，已越来越迫切。当厂站自动化设备出现故障或异常情况时，值班人员在调度端如何迅速判断和确定故障性质和故障部位，尽快诊断厂站自动化设备的运行状况，是每一位自动化运行维护人员非常关心和要解决的问题。　　
    电网调度自动化系统是一个电网实时系统，基本功能有遥信、遥测和遥控等。电网调度自动化系统分主站设备、厂站RTU和远动通道等。主站位于调度中心，设备运行维护方便。厂站RTU分布于整个电网供电区域，远离调度中心，设备多而广，而且很多变电站已实现无人值班，自动化设备运行维护比较困难。
　　当远动发生故障或异常情况时，调度自动化主站值班人员一般无法确定厂站RTU的具体运行情况，故障究竟出在何处往往很难断定。给故障判断和缺陷处理带来不少问题，往往会延误故障和缺陷的处理时间，影响电网的安全经济运行。
1 利用SCADA基本功能远方诊断RTU运行工况
1.1 设计思想
　　利用SCADA基本功能———遥控功能，远方诊断RTU运行状况。在厂站自动化设备中，只增加和改动一小部分电路，不改变原有SCADA基本功能。它充分利用原有调度自动化设备的特点和功能，远方诊断RTU运行工况，确定自动化设备的故障性质和部位。
　　在主站系统中，软件和硬件不需要作任何改动。所有远方诊断是由调度端自动化值班人员直接控制下按步骤操作来完成。在诊断过程中，不影响SCADA系统的基本功能，及遥信、遥测、遥控运行。
　　当某站RTU发生故障或异常情况时，调度自动化主站值班人员，可利用增设的虚拟遥控功能远方诊断RTU运行工况，确定自动化设备故障或缺陷部位。可以大大缩短自动化设备故障和缺陷的处理时间，提高了调度自动化设备的运行率，提高了电网的安全性和可靠性。
1.2 工作原理
1.2.1 远方诊断遥信回路工作原理
　　在调度自动化主站系统中每站增设一路或多路(可按厂站RTU的遥控板数，一块一路)虚拟遥控，(本文以RTU为二块遥控板，即增设二路虚拟遥控为例)，在厂站端利用遥控出口启动继电器J₁、J₂。由继电器J₁的特点J_1－1、J_1－2…J_1－n，(n为RTU遥信板数)分别作为每一块遥信板的一路遥信输入接点，如0YX、64YX…(n－1)64YX(以64路YX为一块遥信板为例)，如图1所示。

　　当调度端自动化值班人员操作某站虚拟遥控YK(1)时，某站RTU的遥控出口接点K₁闭合。24V电源通过接点K₁加到继电器J₁上，使继电器J₁导通。继电器J₁的接点J_1－1、J_1－2…J_1－n闭合，遥信回路工作电源(24V)通过接点J_1－1、J_1－2…J_1－n加到(RTU)0YX、64YX…(n－1)64YX的遥信输入回路。(RTU)将OYX、64YX…(n－1)64YX的合闸信号经过处理后，再经过远动通道远传到调度端主站自动化系统。主站自动化系统再经过处理将OYX、64YX…(n－1)64YX的变位信号(由分→合)显示在计算机屏幕上或打印。如0YX、64YX…(n－1)64YX的变位信号(由分→合)都正确收到，说明RTU的第一块遥控板运行正常，遥信单元运行正常；如0YX、64YX…(n－1)64YX的变位信号(由分→合)一个也没有收到，说明RTU的第一块遥控板可能故障或遥信单元故障；如0YX、64YX…(n－1)64YX的变位信号(由分→合)有一个或几个没有收到，说明没有收到变位信号(由分→合)的遥信所对应的遥信板故障等等。
　　在厂站端利用虚拟遥控YK(2)出口启动继电器J₂，由继电器J₂的接点J_2－1、J_2－2…J_2－m(m为RTU遥测板数)分别接通一路标准测量电压(如直流5V)，作为每一块遥测板的一路遥测量，如0YC、32YC…(m－1)32YC(以32路YC为一块遥测板为例)，如图2所示。

1.2.2 远方诊断遥测回路工作原理
　　当调度端自动化值班人员操作某站虚拟遥控YK(2)时，某站RTU的遥控出口接点K₂闭合。(24V)电源通过接点K₂加到继电器J₂上，使继电器J₂导通。继电器J₂的接点J_2－1、J_2－2…J_2－m闭合，测量标准电压(＋5 V)通过接点J_2－1、J_2－2…J_2－m加到(RTU)的0YC、32YC…(m－1)32YC的遥测输入回路。(RTU)将0YC、32YC…(m－1)32YC的测量标准电压(＋5 V)经过A／D转换、乘系数等处理后，经过远动通道远传到调度端主站自动化系统。主站自动化系统再经过处理，将0YC、32YC…(m－1)32YC的测量标准电压值的数据显示在计算机屏幕上。如0YC、32YC…(m－1)32YC的测量标准电压值的数据都准确收到，说明RTU的第二块遥控板运行正常，遥测单元运行正常；如0YC、32YC…(m－1)32YC的测量标准电压值的数据一个也没有收到，说明RTU的第一块遥控板可能故障或遥测单元故障；如0YC、32YC…(m－1)32YC的测量标准电压值的数据有一个或几个没有准确收到，说明没有准确收到测量标准电压值数据的遥测量所对应的遥测板故障等等。
2 远方诊断RTU运行工况的流程
2.1 远方诊断RTU遥信单元运行工况的流程
如图3所示，用虚拟遥控YK(1)远方诊断RTU遥信单元运行工况(假设遥控单元运行正常)。当某站RTU遥信单元发生故障或异常情况时，调度端自动化值班人员可以远方操作虚拟遥控YK(1)，观察是否有对应的遥信变位信号上传，来判断RTU遥信单元的运行状况。如0YX有变位信号上传，说明第一块遥信板回路运行正常，否则第一块遥信板回路故障；如64YX有变位信号上传，说明第二块遥信板回路运行正常，否则第二块遥信板回路故障……如(n－1)64YX有变位信号上传，说明第n块遥信板回路运行正常，否则第n块遥信板回路故障。

　　如0YX、64YX…(n－1)64YX都有变位信号上传，说明RTU遥信单元运行正常；如0YX、64YX…(n－1)64YX变位信号一个也没有上传，说明RTU遥信单元故障。故障可能出在RTU遥信回路的公共部分，如(1)遥信回路工作电源故障；(2)遥信网络故障；(3)遥信程序走死；(4)其他故障。
2.2 远方诊断RTU遥测单元运行工况的流程
　　如图4所示，用虚拟遥控YK(2)远方诊断RTU遥测单元运行工况(假设遥控单元运行正常)。当某站RTU遥测单元发生故障或异常情况时，调度端自动化值班人员可以远方操作虚拟遥控YK(2)，观察是否有对应的遥测标准电压值数据准确上传，以判断RTU遥测单元的运行状况。如0YC有遥测标准电压值数据上传，说明第一块遥测板回路运行正常，否则第一块遥测板回路故障；如32YC有遥测标准电压值数据上传，说明第二块遥测板回路运行正常，否则第二块遥测板回路故障……如(m－1)32YC有遥测标准电压值数据上传，说明第m块遥测板回路运行正常，否则第m块遥测板回路故障。

　　如0YC、32YC…(m－1)32YC的遥测标准电压值数据都准确上传，说明RTU遥测单元运行正常；如0YC、32YC…(m－1)32YC的遥测标准电压值数据一个也没有准确上传，说明RTU遥测单元故障。故障可能出在RTU遥测回路的公共部分，如：(1)遥测单元工作电源故障；(2)变送器工作电源故障；(3)遥测网络故障；(4)遥测程序走死；(5)其他故障。
2.3 远方诊断RTU遥控单元运行工况的流程
　　如图5所示，用虚拟遥控YK(1)和YK(2)远方诊断RTU遥控单元运行工况(假设遥信单元和遥测单元运行正常)。当某站RTU遥控单元发生故障或异常情况时，调度端自动化值班人员可以远方操作虚拟遥控YK(1)和YK(2)，观察是否有对应的遥信变位信号上传和对应的遥测标准电压值数据准确上传，来判断RTU遥控单元的运行情况。

如操作虚拟遥控YK(1)时，有对应的遥信变位信号上传，说明第一块遥控板回路运行正常，否则第一块遥控板回路故障；如操作虚拟遥控YK(2)时，有对应的遥测标准电压值数据准确上传，说明第二块遥控板回路运行正常，否则第二块遥控板回路故障。
如有对应的遥信变位信号和对应的遥测标准电压值数据准确上传，说明RTU遥控单元运行正常；如对应的遥信变位信号和对应的遥测标准电压值数据一个也没有准确上传，说明RTU遥控单元故障。故障可能出在RTU遥控回路的公共部分，如：(1)遥控单元工作电源故障；(2)遥控网络故障；(3)遥控程序走死；(4)其他故障。
2.4 远方诊断RTU运行工况流程
　　用虚拟遥控YK(1)和YK(2)远方诊断RTU运行工况。当某站RTU发生故障或异常情况时，在调度端自动化值班人员可以远方操作虚拟遥控YK(1)和YK(2)，观察是否有对应的遥信变位信号上传和对应的遥测标准电压值数据准确上传，来判断RTU的运行情况。
　　如前所述，远方操作虚拟遥控YK(1)和YK(2)分别诊断RTU的遥信单元、遥测单元、遥控单元的运行工况。如遥信单元、遥测单元、遥控单元运行都正常，说明RTU运行正常；如遥信单元、遥测单元、遥控单元运行都不正常，说明RTU故障。故障可能出在RTU公共部分回路，如：(1)远动专用通道故障；(2)RTU主机工作电源故障；(3)CPU主板故障；(4)网络故障；(5)程序走死；(6)其他故障。
3 结论
利用SCADA基本功能远方诊断RTU运行工况的方法充分利用了调度自动化系统的特点和现有资源，不需要另外增加投资，只在厂站自动化设备中，增加和改动一少部分电路就行。在诊断过程中也不影响SCADA系统的正常运行。它是一种既简单又非常实用的远方诊断RTU运行工况的方法。当然这种方法也有一定的局限性，它不能诊断所有RTU的故障和缺陷。在实际应用中，如能与其他诊断方法一起使用，进行互相补充，将达到非常好的效果。可大大缩短RTU故障的诊断和处理时间，提高工作效率，提高调度自动化设备的运行管理水平，可提高电网运行的安全性和可靠性。

参考文献

［1］金新颜．地区电网RTU远程维护系统的探讨［J］．浙江电力，1999，18(6)：32～34．

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