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关于电力自动化业务通信通道远程诊断系统的研究

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：陆畅浩

[导读] 摘要：在信息化、网络化的发展背景下，现代信息技术逐渐被应用于电力自动化业务管理中。

        （广西聚源供电设计有限责任公司广西南宁市 530022）
        摘要：在信息化、网络化的发展背景下，现代信息技术逐渐被应用于电力自动化业务管理中。保持其业务通信通道的畅通，是电力自动化系统持续稳定运行的重要前提。然而，通过对历年电力自动化系统故障检修情况分析发现，业务通信通道故障率较高，大多故障都是因通道中断所产生的。根据当前电力自动化系统运行管理制度，具有较高技术素养的技术管理人员负责自动化系统的日常管理与维护，业务通信通道的管理维护则由专门的通信人员负责。当业务通信通道故障时，先由远程诊断系统精准定位故障点，并分析故障原因，再由相关人员赶赴现场进行故障处理，从而保证通信通道的通畅。文章主要以电力自动化业务通信通道远程诊断系统为对象进行相应的理论研究，以供参考。
        关键词：电力自动化；业务通信通道；远程诊断系统
        引言
        随着我国现代化进程的逐步推进，电力自动化系统在各行各业发挥着巨大作用。该系统的运行管理通常有相关调度中心来负责，为确保供电质量与系统运行安全，相关调度中心应当实时把握当前系统的全面运行信息，维持业务通信通道的畅通，同时根据系统运行情况对异常、故障情况进行有效判断，基于此做出科学决策。在大范围实施集约化管理、应用信息化技术的情况下，无人值守成为可能，业务通信通道的正常运行变得更加重要。然而，对于该通道的监测，目前仍缺乏有效手段，依然需要大量时间与人力物力来判断和处理故障，且存在时间长、工作效率低等问题。所以，相关调度中心亟须一套针对电力自动化业务通信通道的远程诊断系统，以实现对该通道的实时监测，做到准确定位故障点，为故障检修提供便利，同时保障电力自动化系统运行安全。
        一、电力自动化业务通信通道远程诊断系统研究现状
        当前，国内有关电力自动化业务通信通道远程诊断系统的研究并不多。以“电力自动化”、“业务通信通道”为关键词在中国知网中进行检索，仅可获得1条结果。添加关键词“远程诊断系统”进行再次检索，获得结果为0。以同样的关键词在维普中进行检索，可获得8篇文献资料，但包含这3个关键词的文献资料为一篇，其作者为龙波。该系统的研究与应用，可拓展电力自动化的理论基础，强化远程诊断技术在电力自动化领域中的应用，同时推动相关技术的提升，为电力行业的发展创造良好条件，具有重要的理论意义与现实意义。因此，我们有必要对该系统进行有效研究。
        二、电力自动化业务通信通道远程诊断系统总体设计
        系统主要用于对业务通信通道异常监测与故障诊断，以及日常管理。据此功能需要，将系统分为两部分：一为监测装置，二为网络管理系统。前者安装于变电站的自动化设备和通信设备的分界点，后者安装于调度中心。监测装置通过对设备运行参数的实时采集与数据分析，给出通道质量监测数据信息，并定位异常、故障点。调度中心以电力传输网与相关数据网为依托，借助网络管理系统实现对监测装置的有效管理。根据监测装置所获得的异常、故障点信息，进行人员的现场调度，保证异常、故障得到有效处理。
        三、电力自动化业务通信通道远程诊断系统工作原理及其各部分功能的实现
        （一）系统工作原理
        1.自动诊断
        当电路处于导通状态或者设备掉电时，开关为常闭状态。一旦设备或者通信通道异常、故障，网络管理系统调节开关状态，将常闭变为阻断，把异常、故障点隔离出来，发送故障信号。在需要对其进行有效处理的情况下，网络管理系统将阻断改为环回，重新发送信号。由此，确定自动诊断系统结构组成为两个三触点开关与相关控制的电路，并保证开关互不影响。
        2.故障定位
        2.1设备侧故障
        通信侧音频线数据采集点自动获取系统运行信息，具体有电平值及其表示的编码信息。电平阀值的设定以V.24电气规范为参考，后期用网络管理系统所拟合的值。电平值的大小与音频线缆长度、卡线质量等有较大关系。因此，各站点的电平值有明显差异。

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如果出现电平值与系统设定正常值不符的情况，则判定其为自动化设备、音频线故障，故障类型有线断、设备掉电等。倘若电平值超过阀值，则发出告警信号，并上报网络管理系统。若实际上没有监测到故障，则进入误码判断。
        2.2客户侧故障
        当通信侧音频线处数据采集点获取到数据时，一定时间内自动化侧音频线处数据采集点并未得到相关数据，则发出疑似通信侧远端故障信号，并上报网络管理系统。相反，自动化侧音频线处数据采集点获取到数据时，而一定时间内数据采集点并未得到相关数据，则发出疑似自动化侧远端故障信号，并上报网络管理系统。值得一提的是，根据对时报文协议，发生这两个情况时，有故障的概率并不是百分百的。所以，将其定义为“疑似”。是否真的有故障，仍然需要相关人员进行现场的监测与故障分析。
        2.3装置故障
        监测装置本身的故障也会影响故障监测与判断效果，为了使其真正发挥作用，应当赋予其故障判断功能。当通信侧、通信侧所采集到的数据电平值存在差别时，表明监测装置本身存在故障。同样发出告警信号，上报网络管理系统。
        2.4误码判断
        如果电平值并未超出阀值，在正常范围内，那么就监测电平极性是否从“1”变成“0”，或者是从“0”变成“1”。倘若有这样的变化，则表明数据传输是正在发生的。此时，存储数据并读取，同时提取帧头。若出现提取不到帧头则表明存在误码。当通信侧音频线处数据采集点提取不到时，说明自动化侧误码；当自动化侧音频线处数据采集点提取不到时，说明通信侧误码。根据提取到的帧头，实施远程故障判断。
        （二）各部分功能实现
        1.监测装置
        根据实际功能需要，将监测装置分为三个模块：其一，电源模块，该模块的功能在于供电，采用双电源，一个用于日常，一个用作备用。这样，当一个电源出现故障时，可保证系统供电不受影响。其二，通信控制模块，该模块的作用在于数据的传输，一方面是获得系统的工作状态，将相关数据传输至网络管理系统，另一方面是将网络管理系统所发出的控制信号传输至监测装置各部分。同样采用双线控制，一个用于日常，一个用于备用。其三，导通监测模块，该模块的作用在于实现对通信质量的检测与故障发生点的确定。
        2.网络管理
        远程网络管理系统具备以下功能：（1）环回测试模块，采取多元化的环回测试方式实现对通信通道、自动化通道及相关设备运行状态的有效监测，进而确定故障点，为相关人员提供方面。（2）保安模块，分设监控管理、告警功能，实现对故障的实时报告，同时在该模块损坏时自动跳过以维持通信通道的通畅。（3）数据监控与基础数据对接模块，进行数据的接收与显示。（4）通道判断模块，基于远程环回条件进行通道的判断。整个管理系统将调度中心与各站点进行连接，让相关人员通过终端设备获取故障信息，从而实现对故障的有效处理。
        结语
        综上所述，当前国内有关电力自动化业务通信通道远程诊断系统的研究并不多，可以说少之又少。该系统可实现对电力自动化业务通信通道运行状态的实时、全面监测，通过对故障信息的获取与分析来精准定位故障，这就促进了电力系统各站点故障维修效率的提升，同时给人员进行通道、设备维护以供了方便，为电网运行效率的提高创造了良好条件。我们应当对该系统的应用进行深入研究，基于此充分利用其优势，将其广泛应用于相应的故障诊断环境当中，保持电力自动化业务通信通道的稳定性，从而推动电力行业发展。
        参考文献
        [1]龙波.电力自动化业务通信通道远程诊断系统研究与应用[J].电力系统装备,2019(8):57-59.
        [2]杨煌.探讨电力自动化系统中远程控制技术的运用[J].电力系统装备, 2019(20).
        [3]任晓辉.电网调控自动化系统运行状态在线监视与智能诊断研究及应用[J].电力系统保护与控制, 2018(1):156-161.