摘要：目前变电站远动通信普遍采用远动专线IEC101通信和调度数据网IEC104组成的双通道通信模式。远动专线通信设备调制解调器出现故障出现通信中断故障，一旦发生远动机专线通信中断的重大缺陷时，自动化人员需立刻到站处理，需要耗费大量的人力物力，需要较多缺陷的处理时间；本文研究一种实现调度主站应用调度104通信通过公用测控的遥控开出控制远动专线通道切换装置的方法，实现远方投入冷备用的调制解调器，可以快速处理因调制解调器故障引发的远动机专线通信中断的重大缺陷，提高缺陷处理的效率同时节约人力成本，提高变电站远动系统运行的可靠性。
关键词：远动机；通道切换；调制解调器；公用测控
0 引言
目前在运行的远动系统通信均采用一路调度数据网络和二次安防系统的IEC104网络通信，一路由四线模拟通道与调制解调器组成的串口IEC101通信[1]；变电站远动通信调制解调器一般配置2台或者更多，调试解调器均一直处于带电运行状态。一旦发生远动机专线通信中断的重大缺陷时，自动化人员需立刻进行现场的抢修工作。
本文论述将运行中的备用调试解调器的工作电源退出实现调试解调器的“冷备用”，从而达到延时设备寿命的目的，同时一键式远动专线通道切换装置由调度主站端进行控制，在远动专线模拟通道中断而调度104通信正常的情况下，实现备用调制解调器的一键式投运，可以高效处理因调试解调器故障的远动通信故障，新的调制解调器投运后，如果远动专线模拟通信中断故障未能消除，可以初步确认通信中断故障点为模拟通信网。
1 远动专线通道切换基本原理
1.1 远动系统通信架构
变电站综合自动化系统的远动系统是与调度主站通信的核心设备，在南方电网公司所辖的变电站，远动机普遍采用2路不同的通信方式与调度主站进行通信；如图1所示，一路通信是通过调度数据网实现的网络通信模式，采用的是IEC104通信规约，远动机与调度主站的另一路通信采用通信专线模拟通道，采用的通信规约是IEC101通信规约[2]。其中调度网络通信通过站端的二次安防设备，调度专线通信则使用调制解调器与远动机的串口进行数据转换。
图1：远动系统通信示意图
1.2 远动专线通道切换实现原理
目前运行中的厂站端远动系统一般采用调度网络通道和专线通道组成的双通道通信方式与调度自动化主站系统进行通信，远动机的调度网络通道通过厂站端的二次安防设备接入调度数据网；远动机的专线通信通过调制解调器接入调度专线网络，其中远动机与调制解调器采用RCS232串口通信，RCS232通信通过应用RX、TX、GND三根接线形成通信回路。
如图2所示，调度主站通过调度网络通道，对远动系统发送一个切换专线通道遥控命令，遥控命令通过变电站站的公用测控装置的一个遥控开出出口，启动远动专线通道切换装置，远动专线通道切换装置应用常开常闭组合双位置接点的继电器的开出与调制解调器开入开出进行组合连接的接线方式，形成两个调制解调器的切换接线方式，远动专线通道切换装置触发启动时，可以实现调度专线通道中的故障调制解调器的退出同时投入另一个调制解调器。
图2：一键式远动专线通道切换装置实施示意图
2 一键式远动专线通道切换装置实现方法
2.1 远动通道远方切换原理
对于同时使用调度数据库和专线通信2种通信方式的变电站远动系统，专线通信中断情况下，调度数据网通信正常，可以判断远动机运行正常；通过变电站站内的公用测控装置，应用调度网络通道可以实现遥信信号的采集及遥控命令的开出，具体实施原理如图3所示：
图3：远动系统通道切换原理图
公用测控装置具备遥信信号开入及遥控回路开出的功能；在专线通道切换装置设计遥信回路开出，接入公用测控装置的遥信开入，在自动化数据库中定义为调制解调器2的工作状态，实现调制解调器工作状态的调度主站监控。公用测控装置的遥控回路接入专线通道切换装置，在自动化系统数据库中定义切换通道的遥控命令。
2.2 一键式远动专线通道切换装置实施原理
在变电站远动系统中，远动机通过串口与调制解调器的串口输出端连接，通信方式是RCS232串口通信，应用接收、发送，接点三根线，分别命名为TXD，RXD，GND；调制解调器的模拟信号输入端直接与专线通道进行连接，通信采用全双工的四线接线，分别为RX+，RX-，TX+，TX-[3]。
如图4所示，本方法的原理是在调制解调器输入及输出端串接入继电器常闭常开的双位置接点，正常工作时，调制解调器1接在常闭接点，当调制解调器1出现故障时，通过调度遥控命令，投入继电器，常闭接点断开，常开接点合上，从而投入调制解调器2。
图4远动机与调制解调器切换示意图
2.3 远动专线通道切换装置原理
如图5所示，
图5 远动专线通道切换装置原理图
1、K8继电器为中间信号继电器，其中常开接点定义为调制解调器2投入状态，接点一端接入公用测控装置遥信输入点，另一端接入公用测控装置遥信电源公共端，在公共测控装置形成一个位置接点。
2、公用测控装置的遥控合闸开出为瞬动闭合的开出，闭合时间为120ms到400ms，为了保持调制解调器2保持在投入装置，这里设置了自保护回路；公用测控遥控开出接点闭合，接通K1继电器和K2继电器的线圈，K1继电器K1接点与公用测控遥控开出接点并列，K1闭合时一直接通K1继电器和K2继电器的线圈，形成自保持；
3、K3、K4、K5、K6、K7是一副常开一副常闭的双位置接点的继电器；
4、调制解调器输入端取接收端的RX+、RX-分部接入K3、K4继电器，继电器接点的公共端接在专线通道RX+、-，常闭接点输出端接在调制解调器1的RX+、-；常开接点输出接在调制解调器2的RX+、-，如图2所示；调制解调器1、调制解调器1输入的TX+、-端分部并接在一起，分别于专线通道的TX+、-端子连接；
5、调制解调器串口输出端与远动机串口通信的接线通过K5、K6、K7继电器的双接点进行连接，接线方式如图2所示：继电器输出接点的公共端分部接在远动机的RCS232串口接线，K5、K6、K7继电器输出的常闭接点分别接在调制解调器1的TXD，RXD，GND；K5、K6、K7继电器输出的常开接点分别接在调制解调器2的TXD，RXD，GND；
6、调度主站发出切换专线通道遥控命令时，公用测控遥控开出K0闭合，同时启动K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8继电器，其中K1继电器构成自保持回路，K2继电器启动后，接通K3、K4、K5、K6、K7、K8继电器线圈并保持，通过5、6的接线方式，继电器线圈接通后，调制解调器1退出，调制解调器2投入，从而实现调制解调器的一键式切换；继电器K8动作后，通过公用测控装置的遥信开入，调度主站端接收到变电站调制解调器2投入的信号。
3实际应用
安装当前变电站自动化系统的配置，变电站自动化系统配置有公用测控装置，公用测控装置预留了备用开入与开出[4]。本文所述的一键式远动专线通道切换装置在具体实施时，通道切换装置安装在远动通信屏，装置与远动机、调制解调器1调制解调器2的接线方法按照本文所述进行接线；切换装置的工作电源直接采用远动屏柜的直流电；公用测控装置采用变电站现有装置，使用公用装置的一个遥控开出及一位遥信开入。
图6：变电站实施示意图
4 结论
由于目前在运行的远动系统通信均采用一路调度数据网络和二次安防系统的IEC104网络通信，一路由四线模拟通道与调制解调器组成的串口IEC101通信；变电站远动通信调制解调器一般配置2台或者更多，调试解调器均一直处于带电运行状态。一旦发生远动机专线通信中断的重大缺陷时，自动化人员需立刻进行现场的抢修工作。
本文所述一键式远动专线通道切换装置由调度主站端进行控制，在远动专线模拟通道中断而调度104通信正常的情况下，实现备用调制解调器的一键式投运，可以高效处理因调试解调器故障的远动通信故障，新的调制解调器投运后，以实现远动通信中断故障的快速消缺，适用于全网配置了调度104及101通信的所有厂站，推广应用前进广阔。
参考文献
[1]南方电网220kV～500kV变电站计算机监控系统技术规范
[2]李泽时．变电站远动机双机切换及测试技术研究[J]．三角洲电力杂志，2014年第9期
[3]张之良, 田玉玲, 吴立文．电力自动化远动通道监测系统的研究与实现[D]．电力系统通信，2005 年第26卷总第152 期
[4]Q_CSG 110025-2012 南方电网110kV及以下变电站计算机监控系统技术规范
作者简介：
李泽时(1975)，男，广东茂名人，高级工程师，从事变电站调度自动化专业运维技术工作.
项目名称：一键式远动专线通道切换装置研制
项目编码 031900KK52180029
论文作者:李泽时
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：调制解调器论文; 通信论文; 专线论文; 通道论文; 装置论文; 接点论文; 继电器论文; 《电力设备》2018年第27期论文;