金新顏（金華電業局，浙江 金華 321001）
摘 要：針對調度自動化設備的性質和特點，提出了一種利用現有SCADA系統的基本功能，遠方診斷廠站（指電廠和變電站）RTU的運行工況的方法，如RTU主控單元、遙信單元、遙測單元、遙控單元和遠動通道等運行狀況。詳細介紹了設計原理和功能，這一方法充分利用了現有調度自動化系統的基本功能，設計簡單、改造方便而且實用性強。
關鍵詞：SCADA 遠方診斷 RTU
0 引言
調度自動化設備的運行穩定性和可靠性直接關系到電網的安全經濟運行，如何提高調度自動化設備的運行穩定性和可靠性，提高調度自動化設備的運行管理水平 ，提高工作效率，已越來越迫切。當廠站自動化設備出現故障或異常情況時，值班人員在調度端如何迅速判斷和確定故障性質和故障部位，盡快診斷廠站自動化設備的運行狀況，是每一位自動化運行維護人員非常關心和要解決的問題。
電網調度自動化系統是一個電網實時系統，基本功能有遙信、遙測和遙控等。電網調度自動化系統分主站設備、廠站RTU和遠動通道等。主站位于調度中心，設備運行維護方便。廠站RTU分布于整個電網供電區域，遠離調度中心，設備多而廣，而且很多變電站已實現無人值班，自動化設備運行維護比較困難。
當遠動發生故障或異常情況時，調度自動化主站值班人員一般無法確定廠站RTU的具體運行情況，故障究竟出在何處往往很難斷定。給故障判斷和缺陷處理帶來不少問題，往往會延誤故障和缺陷的處理時間，影響電網的安全經濟運行。
1 利用SCADA基本功能遠方診斷RTU運行工況
1.1 設計思想
利用SCADA基本功能———遙控功能，遠方診斷RTU運行狀況。在廠站自動化設備中，只增加和改動一小部分電路，不改變原有SCADA基本功能。它充分利用原有調度自動化設備的特點和功能，遠方診斷RTU運行工況，確定自動化設備的故障性質和部位。
在主站系統中，軟件和硬件不需要作任何改動。所有遠方診斷是由調度端自動化值班人員直接控制下按步驟操作來完成。在診斷過程中，不影響SCADA系統的基本功能，及遙信、遙測、遙控運行。
當某站RTU發生故障或異常情況時，調度自動化主站值班人員，可利用增設的虛擬遙控功能遠方診斷RTU運行工況，確定自動化設備故障或缺陷部位。可以大大縮短自動化設備故障和缺陷的處理時間，提高了調度自動化設備的運行率，提高了電網的安全性和可靠性。
1.2 工作原理
1.2.1 遠方診斷遙信回路工作原理
在調度自動化主站系統中每站增設一路或多路(可按廠站RTU的遙控板數，一塊一路)虛擬遙控，(本文以RTU為二塊遙控板，即增設二路虛擬遙控為例)，在廠站端利用遙控出口啟動繼電器J1、J2。由繼電器J1的特點J1－1、J1－2…J1－n，(n為RTU遙信板數)分別作為每一塊遙信板的一路遙信輸入接點，如0YX、64YX…(n－1)64YX(以64路YX為一塊遙信板為例)，如圖1所示。
當調度端自動化值班人員操作某站虛擬遙控YK(1)時，某站RTU的遙控出口接點K1閉合。24V電源通過接點K1加到繼電器J1上，使繼電器J1導通。繼電器J1的接點J1－1、J1－2…J1－n閉合，遙信回路工作電源(24V)通過接點J1－1、J1－2…J1－n加到(RTU)0YX、64YX…(n－1)64YX的遙信輸入回路。(RTU)將OYX、64YX…(n－1)64YX的合閘信號經過處理后，再經過遠動通道遠傳到調度端主站自動化系統。主站自動化系統再經過處理將OYX、64YX…(n－1)64YX的變位信號(由分→合)顯示在計算機屏幕上或打印。如0YX、64YX…(n－1)64YX的變位信號(由分→合)都正確收到，說明RTU的第一塊遙控板運行正常，遙信單元運行正常；如0YX、64YX…(n－1)64YX的變位信號(由分→合)一個也沒有收到，說明RTU的第一塊遙控板可能故障或遙信單元故障；如0YX、64YX…(n－1)64YX的變位信號(由分→合)有一個或幾個沒有收到，說明沒有收到變位信號(由分→合)的遙信所對應的遙信板故障等等。
在廠站端利用虛擬遙控YK(2)出口啟動繼電器J2，由繼電器J2的接點J2－1、J2－2…J2－m(m為RTU遙測板數)分別接通一路標準測量電壓(如直流5V)，作為每一塊遙測板的一路遙測量，如0YC、32YC…(m－1)32YC(以32路YC為一塊遙測板為例)，如圖2所示。
1.2.2 遠方診斷遙測回路工作原理
當調度端自動化值班人員操作某站虛擬遙控YK(2)時，某站RTU的遙控出口接點K2閉合。(24V)電源通過接點K2加到繼電器J2上，使繼電器J2導通。繼電器J2的接點J2－1、J2－2…J2－m閉合，測量標準電壓(＋5 V)通過接點J2－1、J2－2…J2－m加到(RTU)的0YC、32YC…(m－1)32YC的遙測輸入回路。(RTU)將0YC、32YC…(m－1)32YC的測量標準電壓(＋5 V)經過A／D轉換、乘系數等處理后，經過遠動通道遠傳到調度端主站自動化系統。主站自動化系統再經過處理，將0YC、32YC…(m－1)32YC的測量標準電壓值的數據顯示在計算機屏幕上。如0YC、32YC…(m－1)32YC的測量標準電壓值的數據都準確收到，說明RTU的第二塊遙控板運行正常，遙測單元運行正常；如0YC、32YC…(m－1)32YC的測量標準電壓值的數據一個也沒有收到，說明RTU的第一塊遙控板可能故障或遙測單元故障；如0YC、32YC…(m－1)32YC的測量標準電壓值的數據有一個或幾個沒有準確收到，說明沒有準確收到測量標準電壓值數據的遙測量所對應的遙測板故障等等。
2 遠方診斷RTU運行工況的流程
2.1 遠方診斷RTU遙信單元運行工況的流程
如圖3所示，用虛擬遙控YK(1)遠方診斷RTU遙信單元運行工況(假設遙控單元運行正常)。當某站RTU遙信單元發生故障或異常情況時，調度端自動化值班人員可以遠方操作虛擬遙控YK(1)，觀察是否有對應的遙信變位信號上傳，來判斷RTU遙信單元的運行狀況。如0YX有變位信號上傳，說明第一塊遙信板回路運行正常，否則第一塊遙信板回路故障；如64YX有變位信號上傳，說明第二塊遙信板回路運行正常，否則第二塊遙信板回路故障……如(n－1)64YX有變位信號上傳，說明第n塊遙信板回路運行正常，否則第n塊遙信板回路故障。
如0YX、64YX…(n－1)64YX都有變位信號上傳，說明RTU遙信單元運行正常；如0YX、64YX…(n－1)64YX變位信號一個也沒有上傳，說明RTU遙信單元故障。故障可能出在RTU遙信回路的公共部分，如(1)遙信回路工作電源故障；(2)遙信網絡故障；(3)遙信程序走死；(4)其他故障。
2.2 遠方診斷RTU遙測單元運行工況的流程
如圖4所示，用虛擬遙控YK(2)遠方診斷RTU遙測單元運行工況(假設遙控單元運行正常)。當某站RTU遙測單元發生故障或異常情況時，調度端自動化值班人員可以遠方操作虛擬遙控YK(2)，觀察是否有對應的遙測標準電壓值數據準確上傳，以判斷RTU遙測單元的運行狀況。如0YC有遙測標準電壓值數據上傳，說明第一塊遙測板回路運行正常，否則第一塊遙測板回路故障；如32YC有遙測標準電壓值數據上傳，說明第二塊遙測板回路運行正常，否則第二塊遙測板回路故障……如(m－1)32YC有遙測標準電壓值數據上傳，說明第m塊遙測板回路運行正常，否則第m塊遙測板回路故障。
如0YC、32YC…(m－1)32YC的遙測標準電壓值數據都準確上傳，說明RTU遙測單元運行正常；如0YC、32YC…(m－1)32YC的遙測標準電壓值數據一個也沒有準確上傳 ，說明RTU遙測單元故障。故障可能出在RTU遙測回路的公共部分，如：(1)遙測單元工作電源故障；(2)變送器工作電源故障；(3)遙測網絡故障；(4)遙測程序走死；(5)其他故障。
2.3 遠方診斷RTU遙控單元運行工況的流程
如圖5所示，用虛擬遙控YK(1)和YK(2)遠方診斷RTU遙控單元運行工況(假設遙信單元和遙測單元運行正常)。當某站RTU遙控單元發生故障或異常情況時，調度端自動化值班人員可以遠方操作虛擬遙控YK(1)和YK(2)，觀察是否有對應的遙信變位信號上傳和對應的遙測標準電壓值數據準確上傳，來判斷RTU遙控單元的運行情況。
如操作虛擬遙控YK(1)時，有對應的遙信變位信號上傳，說明第一塊遙控板回路運行正常，否則第一塊遙控板回路故障；如操作虛擬遙控YK(2)時，有對應的遙測標準電壓值數據準確上傳，說明第二塊遙控板回路運行正常，否則第二塊遙控板回路故障。
如有對應的遙信變位信號和對應的遙測標準電壓值數據準確上傳，說明RTU遙控單元運行正常；如對應的遙信變位信號和對應的遙測標準電壓值數據一個也沒有準確上傳，說明RTU遙控單元故障。故障可能出在RTU遙控回路的公共部分，如：(1)遙控單元工作電源故障；(2)遙控網絡故障；(3)遙控程序走死；(4)其他故障。
2.4 遠方診斷RTU運行工況流程
用虛擬遙控YK(1)和YK(2)遠方診斷RTU運行工況。當某站RTU發生故障或異常情況時，在調度端自動化值班人員可以遠方操作虛擬遙控YK(1)和YK(2)，觀察是否有對應的遙信變位信號上傳和對應的遙測標準電壓值數據準確上傳，來判斷RTU的運行情況。
如前所述，遠方操作虛擬遙控YK(1)和YK(2)分別診斷RTU的遙信單元、遙測單元 、遙控單元的運行工況。如遙信單元、遙測單元、遙控單元運行都正常，說明RTU運行正常；如遙信單元、遙測單元、遙控單元運行都不正常，說明RTU故障。故障可能出在RTU公共部分回路，如：(1)遠動專用通道故障；(2)RTU主機工作電源故障；(3)CPU主板故障；(4)網絡故障；(5)程序走死；(6)其他故障。
3 結論
利用SCADA基本功能遠方診斷RTU運行工況的方法充分利用了調度自動化系統的特點和現有資源，不需要另外增加投資，只在廠站自動化設備中，增加和改動一少部分電路就行。在診斷過程中也不影響SCADA系統的正常運行。它是一種既簡單又非常實用的遠方診斷RTU運行工況的方法。當然這種方法也有一定的局限性，它不能診斷所有RTU的故障和缺陷。在實際應用中，如能與其他診斷方法一起使用，進行互相補充，將達到非常好的效果。可大大縮短RTU故障的診斷和處理時間，提高工作效率 ，提高調度自動化設備的運行管理水平，可提高電網運行的安全性和可靠性。
參考文獻［1］金新顏．地區電網RTU遠程維護系統的探討［J］．浙江電力，1999，18(6)：32～34
