综述电力系统远动自动化测试

温健龙

中图分类号：TM712

摘要：本文讲述电力系统远动自动化测试基本功能，并结合测试仪在工程应用解决实际问题的案例，说明测试仪是一种快速准确判断自动化通道故障的高效手段。

关键词：电力系统;通道;规约;远动测试系统

0引言

随着电力行业的高速发展，电力调度自动化系统也得到了规模建设，且逐步占据了更加重要的地位。种类众多的自动化设备而带来的复杂的电力规约，再加上方式多样、网络拓扑结构日趋复杂的通信传输通道是电力调度自动化系统面临的新形式。在这种新形式下如何对自动化通道故障快速定位，实现通道资源的有效管理，如何确保电力自动化系统的正常运转、及时发现其中存在的隐患，这些都是调度自动化系统维护工程师会面临的问题。

在自动化系统中，远动通道是连接主站与子站系统的一个十分重要的环节[3]，站端设备所采集的所有数据都要通过通道上传给主站，供主站分析和使用。而主站对厂站设备的操作命令也是通过通道下达到变电站自动化设备的。所以通道是连接主站与站端的神经，远动系统能否可靠稳定地运行，在很大程度上取决于远动通道是否可以很好地工作。自动化系统是一个复杂的网络通讯系统，有效地维护它需要结合多种手段，不是单一的通道测试、单一的规约分析可以完成的。电力远动测试系统是一个综合的测试系统，其具备从物理层、数据链路层、规约层及应用层的综合测试能力。

1电力远动测试系统功能

该测试系统由便携式测试仪和软件测试平台两部分组成，如图1所示，测试仪可独立或与软件测试平台组合使用，测试仪与软件平台间采用高速的USB接口互连，数据可在两个平台间实时交互。便携式测试仪采用32位处理器、实时嵌入式操作系统、超大液晶显示、触摸屏输入，可独立于软件平台进行通道测试、误码测试、规约测试、模拟主站、模拟子站的初步测试，支持RS232、FSK模拟四线、RS485、RS422、CANBUS、以太网等多种数据接口，能满足自动化专业常用的各种通道测试需求。软件测试平台是基于windows操作系统的平台软件，与测试仪配合可方便地实现各种复杂测试、分析、存储。

图1远动测试系统组成

测试仪有通道测试、规约测试、模拟主站和模拟从站四大功能。同时采用手持测试和直观的界面，给使用人员带来极大的方便。

1.1通道测试功能

在通道测试功能方面，该系统集成了数字示波器功能，能直观地看出对各种数字及模拟通道的信号完整性，如图2所示，其中图2 a）为手持测试仪界面，图2 b)为软件测试平台界面。能够测量模拟通道FSK调制信号的中心频率、频偏、信号真有效值、电平、数据传输波特率，能实时显示被测通道信号波形，可放大、缩小、暂停显示，并可存储波形数据等。数字通道能测量信号幅度、传输波特率、波特率抖动等。

a)手持测试仪测试界面b)软件测试平台界面

图2通道测试功能界面

在误码测试方面，能有效地对各种数字及模拟通道进行误码测试，量化通道传输质量。支持误码(以比特为单位)测试、块差错测试、误码秒测试和自定义测试等。

1.2规约分析功能

规约测试方面具备规约分析和报文捕获两大功能，如图3所示，其中图3 a）为手持测试仪界面，图3 b)为软件测试平台界面。规约模块具备良好的可扩充性和接口规范性，支持IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、DISA、CDT、部颁CDT、DNP3.0、SC1801、XT9702等自动化常用规约，并可根据需要灵活扩充。

a)手持测试仪规约分析界面 b)软件规约分析界面

图3规约分析功能界面

1.3主站模拟

模拟主站可模拟主站全部四遥(遥信，遥测，遥控，遥脉)数据；可发送报文列表，功能强大；可手动编辑报文发送；可模拟规约所规定的主站模式。主站模拟界面如图4所示，其中图4 a)为手持测试仪主站模块模拟界面，b)为软件主站模块界面。

a)手持测试仪主站模块界面 b)软件主站模块界面

图4模拟主站功能界面

1.4从站模拟

模拟从站可通过配置数据库灵活设定从站通讯参数、规约参数、工程数据、数据点号、数据描述、数据转换、数据计算等；可模拟规约所规定的从站模式。模拟从站界面如图5所示，其中图5 a)为手持测试仪从站模块模拟界面，b)为软件从站模块界面。

a)手持测试仪从站模块界面b)软件从站模块界面

图5模拟从站功能界面

2工程应用

我局购置远动自动测试系统，多次用于故障快速定位、复杂通道故障原因分析和新建变电站自动化设备投运等工作，大大提高了故障定位速度和准确性，提高了电力供电系统的产生效率。

2.1规约分析功能的应用

在集控站的建设过程中，曾发生过一次主站能正常接收报文，但前置程序解析后的遥测数据与子站始终不对应的现象。经主站和子站厂家共同检查分析，均确认各自配置正确，传输通道进行环回测试也没有误码，故障排查陷入僵局。自动化专业拿出远动测试系统传输通道上进行规约测试，发现子站发送的CDT遥测报文分重要遥测、次要遥测和一般遥测三部分传送，而在主站前置程序上只有重要遥测部分，其他遥测数据均无法解析，导致主站与子站遥测不对应。我们将规约测试结果告知厂家，修改规约配置文件后数据恢复正常。

2.2通道测试功能的应用

某局曾发生过一起正常通讯的变电站将老旧的载波设备更换为先进的光传输设备后，自动化数据中断的案例，通讯人员再三检查也找不到原因。通讯人员采用常用的磁石话筒听音，自动化数据已送到通讯设备，确认在改造前听到的信号音与现在相同。于是我们用远动测试系统，在通讯进线端子处进行规约测试，发现报文正常，至此故障排查陷入盲区。再次使用远动测试系统进行了通道测试，发现测试通道电平明显偏低。最后发现自动化出线端安装有一个通道防雷器，在防雷器的进线端测量通道电平在正常范围，将通讯线临时改接在防雷器前端后，主站端数据正常。利用通道测试功能，还曾经成功排除一起遥控操作有时能成功有时不成功的案例，最后检查的结果是因为该站采用模拟通道，而主站端和子站端的频偏设置不对应，导致通道误码严重。

2.3误码分析功能的应用

随着综合自动化系统和集控主站系统的建设，我局所有直管变电站均已实现了无人值守，集控人员除例行巡视和检修等一些特殊情况需到现场做安全措施外，大量的单一分合断路器与调整分接头的操作均通过遥控操作实现，但我们时常接到运行人员的通知，某某站遥控操作不成功，但遥信遥测数据接收正常。有一段时间，龙马集控就连续几天发生某站遥控不能操作的现象，通讯人员进行通道环回测试正常，我们检查自动化设备也是正常的，主站接收报文正常，发送报文也是正确的。采用远动测试系统，甩开两端的自动化设备，一端挂接远动测试仪，一端环回，利用远动测试仪的误码测试功能，导入一段从主站导出的通讯报文循环发送，结果发现该通道有间断性误码发生，进一步缩小环回范围，最终找到故障点在主站侧通讯卡接端子的下行线接触不良，导致下行通道间断误码，最终影响了遥控。

2.4模拟主站/子站功能的应用

该功能在新建变电站自动化设备投运前的通道调试中效果非常显著，我们就曾经使用该功能顺利完成了好几个调试时间很紧张的变电站的接入调试。在变电站投运前，因多种因素导致投运时间已确定，但光纤要随输电线路在投运前的2天才能架设到位，光纤到站后还得给通讯人员预留通道调试时间，自动化专业只能完成必须进行的四遥试验，如果通道或规约出现问题，试验很难完成。我们配合厂家技术人员提前完成变电站当地后台的所有试验，提前完成主站端图形绘制、数据库定义、图库关联、通道配置等，将站端转发表导入远动测试系统，用远动测试系统模拟子站功能，完成了主站的模拟调试；在站端使用远动测试系统的模拟主站功能，核对了通道配置、规约设置等。在通讯专业将通道完整移交给自动化专业后，我们只用了一天时间就在主站端对所有设备进行了一次真实的四遥试验，保证了该站的按期正常投运。

上述故障，如没有远动测试系统，单凭万用表和人工经验是很难及时准确排除故障、找到原因的。可见远动测试系统在实际应用中十分有价值。

3结论

远动通道是变电站自动化系统与调度自动化主站系统联系的纽带[3]，也是自动化系统的生命线，如何确保生命线的畅通成为自动化专业和通讯专业都需要面临的一项艰巨任务，远动测试系统在远动通道故障快速定位、通道复杂故障分析测试、自动化设备投运预验收等环节都起到了举足轻重的作用。

参考文献：

[1]刘连浩,刘亮华,沈增晖.基于IEC104规约的电力远动测试系统的设计与实现[J].现代计算机,2008(5):107-109.

[2]陈少中,武建华.远动规约测试及故障分析系统[J].内蒙古电力技术，2009(B07):147-149.

[3]欧阳启建.对远动通道检测和处理的探讨[J].农村电气化,2010(3):39-40.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。