系统遥信误码产生原因及排查方法＊SCADA

张 页,谢 军,费冬虎

（长兴供电局,浙江 湖州 313100）

系统遥信误码产生原因及排查方法＊
SCADA

张 页,谢 军,费冬虎

（长兴供电局,浙江 湖州 313100）

遥信误码现象是SCADA系统普遍存在的问题.分析了遥信误码的不良影响,以及对遥信数据采集、传输和加工处理过程中可能引起误码的一些原因,并就怎样排查误码数据进行了探讨.

遥信;误码;SCADA;排查方法

遥信误码现象长期存在于变电所监控系统中,是调度自动化维护人员与变电运行人员较头痛的问题之一.随着AVC等实时控制软件在SCADA系统中的广泛应用,遥信误码对整个电力系统安全稳定运行的影响更是日益显露.分析其产生的原因并采取相应的对策来减少或消除误码现象,是如今调度自动化专业人员的当务之急.

1 误码产生原因

图1给出了遥信信号从现场采集到主站处理的全部过程.

图1中遥信信号通过光电隔离电路进行采集,经电缆输入远动终端设备.远动设备按照预先规定的传输规约将信息进行整理打包,由调制解调器将基带信号变换成适合远距离传输的模拟信号,经音频电缆接入PCM设备,并通过SDH通信网络上传到调度端.到达主站的远动信号再经过上述过程的逆变换,最终在主站监控设备上得以体现.在整个遥信数据采集传输处理流程中,可能产生误码的环节有以下几个：

1.1 采集回路

变站内高压电器设备的操作、低压交流、直流回路内电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围静电场和输电线路故障所产生的瞬间过程等都会产生电磁干扰.变电站现场断路器、隔离开关等设备的辅助触点处于恶劣的电磁干扰环境中,这些辅助触点通过长引线连接到输入回路,也必然带来干扰信息.当这些干扰超过一定的能量,便产生遥信误码现象.同时,遥信回路触点接触不良也是产生遥信误码的一个很重要原因.由于开关经常操作,辅助触点的机械传动部分出现间隙,加上开关动作的震动,会造成触点不对位或接触不良,引起遥信误动或不动;触点表面氧化也会造成在接触过程中遥信信号的抖动,从而产生误码.

1.2 远动设备

远动设备的机理是,接收站内总线上的各种数据,并从中选取主站所需数据,按照厂站、主站双方预设的通信规约,将其重新打包存入数据输出缓冲区,并等待接口逐位输出至调制解调器.当远动设备软件运行不稳定、程序常常“走飞”时,其输出缓冲区就可能会被改写,从而其输出的数据将会出现乱码,而体现在主站上便是毫无规律的误码.

1.3 调制解调器

调制解调器由调制和解调两部分组成.调制过程是将“0/1”电平信号转变成频率为f0/f1的音频信号.解调过程则是将f0/f1音频信号还原成“0/1”的电平信号.调制解调器稳定性要求较高.当调制端载频由于受到器件老化或温升影响而发生偏移超出允许范围时,解调器就无法正确解码.当它位于临界状态或受到外界干扰时,解调器发生误码的几率将增大.与此同时,调制解调器的编码解码能力会因厂家的不同而不同,即便是同一厂家生产的产品,也会随型号和软件版本的不同而有差别.而厂站、主站双发调制解调器中心频率的设置不一致,同样也会导致误码现象的产生.

2 排查方法

由于引起误遥信的因素很多,而且其出现的时间和频率有很大的随机性,从而给自动化运行人员带来了很大的困难.实际工作中,我们发现,遥信误码与厂站通道误码率有密切的关系.图2给出了某局自动化系统2009年1月～4月误码率与遥信误码产生次数的对比情况.图中可以明显看出,当误码率高于部颁要求10的-5次方（即＜0.01%）时,其产生遥信误码的次数越多,反之越少.由此可见,通道误码率较高的厂站最应引起我们的关注.通常可从厂站侧、传输通道和主站侧来逐层分析排查,缩小故障范围.

2.1 厂站设备

通过比对变电所当地监控和主站监控的数据,看上报告警是否一致.如当地监控有上报告警,初步判断为遥信回路产生故障,应及时检查节点接触是否正常.如没有告警上报,则首先查看厂站RTU当前报文的协议类型和波特率等参数设置是否与主站匹配.实际现场曾出现由于将备用通道的高速调制解调器更换成低速调制解调,没有及时修改厂站RTU的波特率,导致日后主备通道切换,备用通道上报误码的现象.其次再检查调制解调器的运行是否正常.可采用在现场接一台计算机和性能较好的MODEM,直接接收厂站MODEM发出的数据,存储并进行解码分析,以排除MODEM及通道的影响.由于厂家的不同,其调制解调能力和工作稳定性相差较大,必要时可以更换调制解调器来观察误码现象是否减小.

2.2 传输通道

排除厂站RTU和调制解调器的影响之后,如误码没有明显减少,再考虑传输网络对遥信信号的干扰.针对PCM网络,可通过64M通道特性侦测仪来检测其通道的误码率.而SDH光网络,可分别采用2M误码仪和主站网管通道性能测试模块两种方式来判断传输通道的良好,并采取变更通道的方法来观察误码是否减少.

2.3 主站设备

通过逐层的排查,在确定厂站设备与通道都完好的情况下,将故障点锁定为主站设备.检查调度端SDH设备和主站调制解调器之间的电缆走线是否合理,送出的电平是否在正常的范围之内.然后检查主站调制解调器的波特率及载波偏移情况,并观察调制解调器指示灯的闪烁状态判断其运行是否正常.最后检查SCADA系统的数据采集服务器软件是否运行稳定或是否经常自复位重启.通过这些检查,我们大体上就能确定主站端产生遥信误码的设备.

2.4 通道时钟

通道时钟的同步性问题,也会引起误码的产生.主备通道的时钟不一致,当发生倒换时,由于时隙的不同,同样上报连续的遥信误码.

以上讨论了遥信误码产生的常见原因,并给出了误码产生的分析与排查方法.虽然文中所述的重点是遥信数据,但该方法对分析和处理SCADA系统遥测误码问题也具有一定的借鉴和参考意义.

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TP806+.3

A

1009-1734（2010）S0-0100-03

2010-05-10

张页,助理工程师,从事调度自动化研究.