燃气电厂远动RTU原理及故障分析

崔新育

摘 要：隨着我国电力系统数字化水平的不断提高，远动系统的运行正常与否，直接影响设备和电网的安全运行。笔者结合自身所学与现场工作经验，归纳总结了远动系统的一些常见故障，以期为现场工作提供参考。

关键词：RTU；故障；处理方法

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）14-0088-02

RTU Principle and Fault Analysis of Gas Power Plant

CUI Xinyu

（Beijing Jingfeng Gas Co.， Ltd.， Beijing 100074）

Abstract： With the continuous improvement of the digital level of power system in China， the operation of the remote control system is normal， which directly affects the safe operation of the equipment and the power grid. The author summarized some common faults of the telecontrol system based on his own experience and work experience in the field， so as to provide reference for the field work.

Keywords： RTU；fault；solution method

随着电力系统自动化程度不断提高，燃气电厂自动化通信结构不断优化，远动系统可靠运行越来越重要。远动装置作为电力系统调度自动化的重要组成部分，为调度控制中心提供实时数据，实现对远方运行设备的监视和控制。其运行的可靠性直接影响机组和电网的安全稳定运行。本文结合工作中的经验，对远动系统中的常见问题进行分析和探讨。

1 RTU系统介绍

RTU（远程终端单元），英文全称Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端控制系统，负责对现场信号和工业设备的监测和控制。RTU是构成电厂综合自动化系统的核心装置，通常由信号输入/输出模块、微处理器、有线/无线通信设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。RTU通过自身的软件（或智能软件）系统实现电厂中央监控与调度系统对生产现场的控制和调度等功能[1]。

2 RTU系统在“四遥”中的功能

所谓“四遥”功能是指遥测、遥信、遥控和遥调。

①在遥测方面的主要功能是采集并传送交流电流、电压、功率、频率、蒸汽流量、蒸汽压力、抽气量和温度等实时参数。

②在遥信方面的主要功能是采集并传送电力系统中继电保护和自动化装置的动作信息、断路器和刀闸的状态信息等。

③在遥控方面的主要功能是接收并执行调度员从主站发送的命令，并完成对断路器的分闸或合闸操作。

④在遥调方面的主要功能是接收并执行调度员或主站计算机发送的遥调命令，调整发电机的有功出力或无功出力等[2]。

3 RTU系统常见故障及解决措施

3.1 监控软件故障及解决措施

北京京丰燃气有限责任公司RTU远动装置有两个工作站（互为主备），采用的是国电南瑞NSC2200设备，软件采用国电南瑞CCM程序。工作站监视RTU系统内各设备的运行状态和各通信通道状态、转发RTU数据、参数配置等重要功能都是通过监视软件CCM实现的。当监视软件CCM退出运行时，会造成与市调通信中断，厂内数据不能上传，接收不到调度下发的指令，严重影响AGC和AVC的调节。

在系统运行了近3年时，北京京丰燃气有限责任公司频繁出现2台远动装置CCM程序自动关闭的故障。对此，北京京丰燃气有限责任公司对设备进行软件杀毒，下载最新的杀毒软件病毒库，判断是否是由于中毒导致的程序运行不正常。经过检测，该故障并不是由病毒引起的。经过程序测评，CCM软件自动退出是由于NSC2200硬件出现问题导致的。为了解决本问题，为每台机器都安装了“看门狗”程序。在CCM程序无故退出时，“看门狗”程序判定其退出，会马上重新启动CCM软件，以防止2台远动装置都退出。但是，此方法只能暂时缓解该问题，并不能彻底解决，即使安装了“看门狗”软件，CCM软件也会处于不稳定的运行状态。后经过调研发现，内蒙某电厂和湖州500kV某变电站与北京京丰燃气有限责任公司设备型号与版本号一致，也频繁出现此故障，他们通过更换新型号装置从根本上解决了此问题。因此，北京京丰燃气有限责任公司也更换了新型号装置。

3.2 工作站死机故障及解决措施

随着电网和通信技术的发展，RTU远动装置在运行过程中增加了通信通道、遥测遥信量和投退功能等负载。RTU为单机运行，双CPU配置，CPU负荷率逐渐达到了90%左右，导致RTU远动装置在较为恶劣的高负荷工况下运行，逐渐出现死机现象。长时间高负荷运行加快部分元器件老化和损坏。向研发单位中国电科院咨询，已证实CPU使用率高，会导致CPU速度变慢，程序反应不过来，CPU停顿或频繁死机等现象。

当遇到此类问题时，应急措施是和调度协商，暂时甩掉备用通信通道和一些不重要的上传数据，以降低CPU使用率，但效果不明显。之后，将交流采样板更换为新型板件。通过测试，CPU负荷率降到了70%左右，基本可以满足较长时间的稳定运行。新型板件本身具有数据处理功能，可以分担一部分CPU的负担，这是CPU负荷率下降的主要原因。

3.3 通道故障及解决措施

RTU系统与调度通信通有2个通道，分别是101模拟通道和104数字通道。两个通道不仅有软件设置，还要经过很多硬件设备进行传输，出现故障的概率很大。

3.3.1 配置问题。调度通过104通道下发AGC计划指令，RTU接受计划指令正常，但返回值和下发指令不一致，存在偏差。子站与市调两侧对报文时发现子站侧已给调度侧发送返回值，但调度侧接收不到。经过排查发现，调度侧返回值遥测数据类型设置为归一化值，而北京京丰燃气有限责任公司设置为浮点值，调度侧修改为浮点值后，可以收到AGC返回值，问题得以解决。

3.3.2 设备问题。RTU通道对话框显示网调104不通，可以通过分段ping的方法锁定故障點范围，查看北京京丰燃气有限责任公司侧网调路由器和调度侧路由器IP地址是否通畅，排查是厂内故障还是厂外故障。发现厂站内不通，检查跟RTU通信相关的所有通信设备，发现厂内网调路由器E1口全部亮红灯，设备故障造成通道不通。

3.4 数据故障及解决措施

3.4.1 接收的遥调指令与转发给厂内机组DCS的指令不一致问题。104通道接收遥调指令后，转发给厂内机组DCS的数据有1MW偏差。联系调度通过104通道下发遥调指令300和197，对两点进行了开环测试，记录数据并对比偏差。经过分析报文并与研发人员沟通发现，调度下发的指令在经过RTU数据转换过程中存在问题，可以通过升级RTU程序来解决。

3.4.2 机组负荷与调度接收到的负荷不一致问题。实际机组负荷为350MW，调度1接收到的负荷为355MW，调度2接收到的负荷为350MW。经检查发现，向调度1转发的机组负荷由5.5m测控装置采集，此值偏高2～3MW，是由测控装置偏正误差引起的。而转发给调度2的是由0m三菱变送器采集，此值偏低，是由偏负误差引起的。因此，对遥测转发表调度1的遥测系数进行调整，以补偿正负误差。

3.4.3 AVC接收遥调指令与调度下发的不一致问题。RTU接收调度下发的AVC调节指令，并转发给AVC。在AVC调试过程中发现，RTU接收到的AVC遥调指令正确，但转发给AVC后数据发生了改变。经过查找程序发现，RTU遥调参数设置中“给AVC发送数据”系数为1，但有一个默认系数为0.844，即0.844=1。所以，RTU接收完指令后再乘以这个系数后转发给AVC。指令发生了改变，更改参数设置后恢复正常。

3.4.4 RTU接收到的指令与计划指令不一致问题。首先查看RTU的事件记录，查看实际接收到的负荷指令是多少；其次，检查当地功能，查看负荷曲线与遥测对比表，查看北京京丰燃气有限责任公司侧的计划值、实际机组出力和TCS返回值等数据是否一致，对比给两个调度的返回值与RTU接收的调度下发的计划值是否一致，从而判断是厂内问题还是调度侧问题，然后再解决问题。

4 结语

远动RTU在电厂实现自动化控制起着至关重要的作用，其是厂站与调度沟通的桥梁，而这对设备的可靠性和安全性提出较高的要求。我们在日常维护时，要注意巡回检查，加强设备管理，尽早发现问题，将设备的故障率和造成的影响降到最低。

参考文献：

[1]百度文库.《电力监控系统安全防护总体方案》（国能安全〔2015〕36号）[EB/OL].（2017-11-10）[2018-04-10]. https：//wenku.baidu.com/view/1c73048d0d22590102020740be1e650e52eacf93.html.

[2]张明光.电力系统远动及调度自动化[M].北京：中国电力出版社，2014.