新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器的研制與應(yīng)用

陳嘉俊

基于遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有可靠、穩(wěn)定的接線方式，以及設(shè)備用于連接遠(yuǎn)動(dòng)裝置與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，本文提出一種新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器，其能夠解決存量較大的101通道串口線連接易斷、運(yùn)維困難的問(wèn)題。在全電網(wǎng)推動(dòng)智能運(yùn)維的大背景下，探索出可靠、高質(zhì)的串口線接駁器，提高了遠(yuǎn)動(dòng)101通道運(yùn)維水平，并促進(jìn)了調(diào)控一體化工作的進(jìn)程。

遠(yuǎn)動(dòng)裝置? 接駁器? 通道配置? 101通道

CHEN Jiajun

（Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.， Ltd.， Jiangmen， Guangdong Province， 529000 China）

Based on the 101-channel serial port line of the remote control device， there has been no reliable and stable wiring method for a long time， and the equipment is used to connect the remote control device and the dispatching data network， this paper proposes a new type of 101 channel serial cable connector of remote device， which can solve the problems of easy disconnection and difficult operation and maintenance of 101 channel serial cable with large stock. Under the background of intelligent operation and maintenance promoted by the whole power grid， a reliable and high-quality serial line connector was explored， which improved the operation and maintenance level of tele-101 channel and promoted the process of integration of regulation and control.

Telescoping device; Feeder; Channel configuration; 101 channel

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由廠站端和主站端及其之間的通道構(gòu)成，廠站端即變電站內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)各設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視、控制、測(cè)量和調(diào)節(jié)等，自動(dòng)化系統(tǒng)既能提供友好的監(jiān)控人機(jī)互動(dòng)界面，也可通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)度主站端的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)通信，使調(diào)度主站遠(yuǎn)程獲取變電站內(nèi)的設(shè)備信息，并對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)等操作。

變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置是站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)與主站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)通信管理的樞紐裝置，可稱為“總控裝置”。遠(yuǎn)動(dòng)裝置采集變電站內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方式是通過(guò)與站內(nèi)測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、保護(hù)測(cè)控一體化裝置、通信管理機(jī)及其他智能電子設(shè)備等建立通信。

在變電站和主站之間，為了保證雙方能準(zhǔn)確進(jìn)行通信，在信息發(fā)送端和信息接收端做一系列的約定，該規(guī)定稱為通信規(guī)約。在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，主站與變電站進(jìn)行通信的常用規(guī)約有國(guó)際電工委員會(huì)制訂的IEC 60870-5-101規(guī)約和IEC 60870-5-104規(guī)約，前者使用的通道常稱為101通道，其通信方式是串口方式，后者所使用的通道常稱為104通道，其通信方式是以太網(wǎng)方式。101通道是一種專線通道，主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置通過(guò)RS232串口接入調(diào)制解調(diào)器，由通信通道實(shí)現(xiàn)與調(diào)度自動(dòng)化主站連接的遠(yuǎn)程傳輸，通道到達(dá)主站端后經(jīng)過(guò)對(duì)稱的通信結(jié)構(gòu)，進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)為串口通信，進(jìn)入主站端的服務(wù)器解析與執(zhí)行規(guī)約，并將獲取的信息、傳遞的指令等轉(zhuǎn)送至前置服務(wù)器進(jìn)行處理，再通過(guò)人機(jī)交互畫(huà)面呈現(xiàn)給調(diào)度主站端的調(diào)度監(jiān)控人員。101通道是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)推行以來(lái)主站與變電站通信的一種重要通道，目前幾乎在所有變電站中都會(huì)使用101通道。

在絕大多數(shù)的變電站中，遠(yuǎn)動(dòng)裝置與調(diào)度主站服務(wù)器相連的主要通道之一是101通道，遠(yuǎn)動(dòng)的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再經(jīng)至調(diào)度主站的上行、下行串口線，接至音頻配線架（VDF架）、脈沖編碼調(diào)制裝置（PCM裝置）、SDH光傳輸設(shè)備等與調(diào)度主站的對(duì)應(yīng)通信設(shè)備進(jìn)行相連。在變電站實(shí)際應(yīng)用中，音頻配線VDF架的插孔安裝接線的特點(diǎn)決定了必須使用網(wǎng)線內(nèi)的細(xì)線進(jìn)行上行、下行的串口配線;串口配線之后延伸到遠(yuǎn)動(dòng)裝置接入通道設(shè)備，在遠(yuǎn)動(dòng)裝置這一側(cè)需要將四根網(wǎng)線細(xì)線接入防雷器的端子中，再通至遠(yuǎn)動(dòng)裝置的調(diào)制解調(diào)器、通信模塊構(gòu)成101通道全回路，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廠站端自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度主站自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)系。

由于101通道的網(wǎng)線細(xì)線的線徑很小，硬度、韌度不足，如果直接將細(xì)線接入遠(yuǎn)動(dòng)裝置通道設(shè)備的防雷器端子中，將受到重力的作用、網(wǎng)線自身的拉扯作用，長(zhǎng)時(shí)間后該類網(wǎng)線細(xì)線會(huì)容易發(fā)生斷線而導(dǎo)致該變電站的101通道中斷，進(jìn)而影響調(diào)度主站對(duì)變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，嚴(yán)重影響設(shè)備的運(yùn)維。即使將網(wǎng)線細(xì)線壓接線耳之后再接入端子，線耳與細(xì)線接觸部分仍是細(xì)線直徑大小，網(wǎng)線又有往外的拉力，因此依然存在運(yùn)行長(zhǎng)時(shí)間后發(fā)生斷線的可能性。此外，當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道發(fā)生中斷需要進(jìn)行通道檢查時(shí)，自動(dòng)化專業(yè)班組通常在遠(yuǎn)動(dòng)裝置側(cè)進(jìn)行101通道上行、下行通道串口線的自環(huán)測(cè)試，拆下101通道細(xì)線并相互扭扣以接觸自環(huán)，或使用試驗(yàn)夾夾緊兩條細(xì)線進(jìn)行自環(huán)，由調(diào)度主站檢查下發(fā)的報(bào)文是否與收到的報(bào)文一致，判斷通道是否正常，但在此過(guò)程中由于外力作用，可能使101通道的網(wǎng)線細(xì)線斷線，此時(shí)要重新剝開(kāi)網(wǎng)線細(xì)線的絕緣皮，露出細(xì)線芯，再次接入遠(yuǎn)動(dòng)裝置通道設(shè)備的端子上，降低了工作效率。

遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道的二次接線存在易斷線的缺點(diǎn)，維護(hù)難度大，通道的不良工況影響了變電站對(duì)調(diào)度主站的通信穩(wěn)定性，為了解決上述困難，自動(dòng)化專業(yè)班組結(jié)合實(shí)際、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮101通道網(wǎng)線的特征，研發(fā)了一種新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器能應(yīng)用在變電站任何遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道中，安裝在遠(yuǎn)動(dòng)屏內(nèi)防雷器與101通道網(wǎng)線之間，起到固定101通道網(wǎng)線、銜接鎖定網(wǎng)線細(xì)線、輸出軟線至防雷器連接的作用。

該串口線駁接器有可打開(kāi)的上下層塑料外殼，對(duì)網(wǎng)線頭、網(wǎng)線細(xì)線起到保護(hù)作用。該串口線接駁器內(nèi)部設(shè)置了網(wǎng)線固定夾，固定夾既能通過(guò)鎖定網(wǎng)線固定接線，減少對(duì)網(wǎng)線細(xì)線的拉力，保護(hù)網(wǎng)線細(xì)線，避免其經(jīng)受外力而折斷。該串口線駁接器內(nèi)有網(wǎng)線細(xì)線壓接頭，通過(guò)擰緊螺母固定網(wǎng)線細(xì)線金屬部分并與接駁器自身配置的軟線進(jìn)行金屬連接。該串口線駁接器配置了帶有線耳的軟線，軟線與網(wǎng)線細(xì)線相連后接入模擬通道防雷器的端子，由于是加裝線耳的普通散股軟線，可靠性、堅(jiān)韌性、安全性更高，正如二次電纜接入防雷器端子的效果。在需要自環(huán)試驗(yàn)時(shí)，只需將軟線拆出，用試驗(yàn)夾夾住上行通道、下行通道的軟線線耳即可實(shí)現(xiàn)自環(huán)，此時(shí)不會(huì)對(duì)網(wǎng)線細(xì)線造成影響，不會(huì)損壞101通道的物理連接，提高了工作效率與模擬通道的健康水平。

當(dāng)新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器接駁于遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道防雷器端子與101通道網(wǎng)線之間時(shí)，從外觀察是一個(gè)普通、絕緣、有一定強(qiáng)度的塑料盒。接駁器的外形較小且是塑料外殼，不會(huì)占用較多位置以及誤觸碰帶電回路及裝置，在遠(yuǎn)動(dòng)裝置屏內(nèi)能可靠、便利地安裝在防雷器的端子上，有利于日后專業(yè)維護(hù)工作的開(kāi)展。

從左側(cè)觀察，該方向即是101通道網(wǎng)線連接進(jìn)入接駁器的方向，此處是駁接器左側(cè)的突出位置，在這個(gè)突出位置正中央有一個(gè)小孔用于遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道網(wǎng)線的穿入。該穿入孔直徑與網(wǎng)線直徑相當(dāng)，當(dāng)網(wǎng)線壓接于該穿入孔時(shí)既不損傷網(wǎng)線的外皮，也有密封效果，保證接駁器內(nèi)部的接線、金屬工況良好。

從右側(cè)觀察，該方向即是接駁器內(nèi)的101通道串口上行、下行軟線出來(lái)的方向，可見(jiàn)從接駁器的主體部分右側(cè)有4個(gè)穿出孔用于串口軟線的穿出。該穿出孔直徑與接駁器所配置軟線直徑相當(dāng)，對(duì)軟線起到固定和保護(hù)作用。串口軟線穿出后會(huì)帶上TX1+、TX1-、RX1+、RX1-的號(hào)碼管，以辨認(rèn)101通道網(wǎng)線進(jìn)入接駁器后各細(xì)線的用途，便于101通道接駁以及運(yùn)維排障工作開(kāi)展;此外，串口軟線的一端是壓接了能可靠接入遠(yuǎn)動(dòng)裝置通道防雷器端子的專用線耳，該種線耳接觸牢固、強(qiáng)度足。

101通道串口線駁接器在應(yīng)用中起到關(guān)鍵效果的特征是通過(guò)使用駁接器的固定、轉(zhuǎn)接、延伸環(huán)節(jié)，使101通道物理接線的受力點(diǎn)不在網(wǎng)線細(xì)線上，而轉(zhuǎn)移至網(wǎng)線外皮以及散股軟線、線耳上。該研究成果的創(chuàng)新點(diǎn)在于網(wǎng)線固定夾可用于固定網(wǎng)線外皮，轉(zhuǎn)移受力點(diǎn);網(wǎng)線細(xì)線導(dǎo)槽可用于保護(hù)細(xì)線，免受外力損害;駁接器外殼對(duì)內(nèi)部接線起到了保護(hù)、固定的作用;螺絲壓接網(wǎng)線細(xì)線金屬部分起到受力轉(zhuǎn)移并金屬連接至軟線的作用。

在新建變電站中，將遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器加裝在101通道調(diào)制解調(diào)器外的防雷器端子排以及101通道網(wǎng)線之間，只需多花5min。在使用該接駁器后，101通道不會(huì)再出現(xiàn)以前的網(wǎng)線軟線斷線而導(dǎo)致101通道中斷的情況。在101通道中斷時(shí)，需要排查是調(diào)度主站自動(dòng)化設(shè)備、通信設(shè)備或變電站內(nèi)自動(dòng)化設(shè)備等的故障時(shí)，把接駁器上行、下行軟線拆出，使用試驗(yàn)夾把軟線線耳夾住，起到自環(huán)的效果來(lái)排查故障點(diǎn)，操作方便可靠，效率較高，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用中已得到充分的肯定。

目前調(diào)控一體化潮流正廣泛推動(dòng)，對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、維護(hù)的要求逐漸提高，因而對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置及通道運(yùn)維水平提出較大考驗(yàn)。在運(yùn)的絕大多數(shù)變電站中，遠(yuǎn)動(dòng)裝置均使用101通道，新型101通道串口線駁接器能應(yīng)用在數(shù)量龐大的變電站101通道上，改善101通道接線質(zhì)量與運(yùn)維水平，提高工作效率、101通道運(yùn)行水平以及調(diào)度主站遠(yuǎn)程監(jiān)控的可靠性。

綜上所述，本文探討了一種新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置101通道串口線駁接器的研制背景、內(nèi)容，以及其在變電站遠(yuǎn)動(dòng)101通道上的應(yīng)用，在所有使用IEC 60870-5-101規(guī)約與主站進(jìn)行通信的變電站101通道中具備普遍適用性，從而提升變電站遠(yuǎn)動(dòng)101通道的健康水平，進(jìn)一步推動(dòng)調(diào)控一體化工作的開(kāi)展，值得應(yīng)用和推廣。

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