关口电量采集终端故障自诊断及远程报警系统

关口电量采集终端故障自诊断及远程报警系统

陈尧王荣发舒世钰杨艳董永康

国网青海省电力公司电力科学研究院计量中心

摘要：目前青海电网公司关口电量采集系统特点地域范围分布较广,变电站所在地区自然环境较为恶劣、交通不方便，当电量系统发生故障时，由于故障情况多样,现场分析排查故障问题成本较高。本文提出了一种关口电量采集终端故障自诊断及远程报警系统,采用双机热备自检技术与远程故障短信报警技术相结合。该系统具有快速、在线、自动地诊断分析终端故障并上报相关告警事件,确保了终端故障得到及时和有效的解决,提高了终端故障诊断分析效率,减轻了现场终端维护工作量。

关键词：关口电量采集；故障自诊断；远程报警系统

青海现有关口采集系统特点分析

关口电能量采集系统主要实现电网关口站点电能数据汇总、统计、分析、计算，是建设智能电网的基础工程。随着阶梯电价的推行以及电力企制改革的深入，电力系统转向市场运营后，电网的生产和经营工作会越来越细化，对电量计费系统，尤其是作为电网核心的关口电量采集系统的数据采集的实时性以及可靠性的要求也会越来越高。但是由于关口变电站建设位置远离市区，相对偏远，一旦现场发生设备或通道故障，由于可能发生故障的节点（电能表、电表与电量采集终端通道、电量采集终端、电量终端上行通道、主站系统等），传统的关口电能量采集系统从发现故障到故障最终定位解决，周期会拖的非常长，在西北地区由于地域辽阔，变电站较为分散，故障解决的时效性问题就显得尤为突出，严重影响了关口电能量采集的实时性和完整性，制约了关口电能量采集系统市场化运营效果。

传统关口电量系统组织结构图

采集终端故障自诊断及远程报警系统

针对青海现有关口计量系统维护中存在的问题，本文提出了对原有关口计量系统的改造方法，针对关口计量系统中承上启下的核心枢纽设备电量采集终端进行设备改造，首先采用主备电量采集终端实现双机热备，在主采集终端出现故障时，备采集终端能够立刻投入使用，取代主电量采集终端投入运行，保证电量采集终端的无故障运行；其次电量终端能够通过检测手段对上行主站通讯网络、采集终端自身各个工作模块，采集终端下行通讯网络等环节进行检测，一旦发现故障后，通过本地电话拨号网络将信息发送给故障报警模块，然后再由故障报警模块通过无线网络传输给远方主站，从而能够快速有效地定位故障发生节点，方便运维人员开展进一步的维护工作。

（1）使用北斗或GPS授时装置的高精度秒脉冲信号实现完全的系统同步，保证主采集终端及备采集终端时钟精度误差小于1毫秒，从而使得主备采集终端时序完全一致，当主采集终端在发生问题时备采集终端能够无缝切换投入使用。主备采集终端如果一定时间内无法接收到授时装置的秒脉冲信号，则上报时钟失步信号致主站。

（2）主备采集终端之间使用数据同步信号总线进行时序同步。

（3）当主采集终端在进行下行RS485抄表以及上行主站网络通信时向备采集终端发送相应的信号序列，备采集终端进行监控。

（4）一旦备采集终端无法监控到主采集终端的同步信号序列，或者主采集终端发送的同步信号序列与下行RS485抄表以及上行主站网络对应指令不一致的情况下，备采集终端向主采集终端发送信号异常报警，主采集终端进行错误自检，如果确认是自身RS485抄表模块或上行网络通信模块发生错误，则交出总线控制权，由主采集终端变化为备采集终端，备采集终端变化为主采集终端，并上报故障报警信号致主站，提醒运维人员进行故障排查。

（5）如果备采集终端一定时间无法接受到主终端发出的同步时序信号，且无法监控到主采集终端的下行抄表或上行网络网络模块信号，则认为主采集终端工作异常，同样进行主备采集终端切换。

远程故障报警系统

远程报警采用GSM短信方式或GPRS通信方式，当需要报警时，发送短信给相关的运行维护人员。厂站采集终端安装的场所往往禁止使用无线通信工具，但是通常具有站内有线电话。因此，报警模块具有1路MODEM口，1路RS485口及1个GSM短信模块，采集终端与报警模块之间用modem（或RS485方式）进行通信，这样只需将报警模块安装在允许使用无线通信工具的场所即可。当采集终端检查到有需要报警的时候，通过站内有线电话（或RS485方式）呼叫报警模块并建立连接，然后将报警信息传给报警模块，再由报警模块通过无线通道发给主站系统报警软件。

终上所述，通过关口电能量采集系统双机关口电量采集终端故障自诊断及远程报警系统，实现重点关口电能量采集系统的双机热备及故障自诊断技术，在主设备或主通道发生故障时，能够快速无缝切换至副设备或副通道，有力保障系统整体运行的稳定性与实时性，大大提高了系统平均故障间隔时间（MTBF）。同时研制故障分析报警装置，能够及时上报系统故障，快速定位系统故障位置，缩短故障处理时间，降低系统维护成本。