【正文】 用單位有:東北遼陽、錦州、沈陽、長春等50oKv變電所，甘肅白銀、青海鋁廠等33oKv變電所。當(dāng)前變電站綜合自動化設(shè)備技術(shù)發(fā)展迅速，各種措施、技術(shù)趨于完善，但結(jié)構(gòu)龐大、價(jià)格昂貴、各模塊功能相對單一，對于新建或偏遠(yuǎn)地區(qū)的變電站、配電所，存在主接線結(jié)構(gòu)簡單、出J線少的情況，要求測控單元一次性投資少、技術(shù)上更具綜合性、靈活性?，F(xiàn)有的變電站綜合自動化設(shè)備中的設(shè)備層中的測控單元尚采用單片機(jī)技術(shù)，盡管晶振頻率逐步提高、運(yùn)算速度大大加快，但單片機(jī)的結(jié)構(gòu)決定了無法進(jìn)行快速數(shù)字信號處理、計(jì)算多個現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，現(xiàn)有設(shè)備在速度上、精度上尚有不盡人意之處。目前，期待采用嵌入數(shù)字信號處理器(DSP)和現(xiàn)場總線技術(shù)，兼顧有人值班與無人值班以及有、無變電站綜合自動化設(shè)備也可獨(dú)立工作的測控單元。隨著數(shù)字信號處理器件DSP的出現(xiàn)，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)綜合性、靈活性，多個現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理速度快、精度高的測控單元已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。目前現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在國內(nèi)尤其是在電力行業(yè)的應(yīng)用還不夠廣泛原因之一是目前Dcs在電力生產(chǎn)部門還是占有絕大多數(shù)，短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)與Fcs的切換。二則目前高校、科研院所對現(xiàn)場總線及FCS技術(shù)從研究開發(fā)到應(yīng)用均處拋步階段，F(xiàn)cs在電力生產(chǎn)部門應(yīng)用不多，應(yīng)用與開發(fā)的技術(shù)很不成熟，在認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)方面有很大的欠缺，需要在研究和實(shí)踐中不斷探索、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將FCS的技術(shù)和應(yīng)用逐步完善起來。 有鑒于此，本文將圍繞基于CAN現(xiàn)場總線技術(shù)的變電站監(jiān)測系統(tǒng)的研究展開論述，期望在上述方面能做點(diǎn)有益的探索。 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 我國變電站綜合自動化技術(shù)的起步發(fā)展雖比國外晚，但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和“四合一”裝置(保護(hù)、控制、測量、信號)。如南京電力自動比設(shè)備廠制造的 DJK型集中控制裝置，長沙湘南電氣設(shè)備廠制造的 WJBX型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統(tǒng)的研制成功和投運(yùn)為研制微機(jī)化的綜合自動化裝置積累了有益的經(jīng)驗(yàn)。70年代末 80年代初南京電力自動比研究院事先研制成功以 Motorola芯片為核心的微機(jī) RTU用于韶山灌區(qū)和鄭州供電網(wǎng)，促進(jìn)了微機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。1987年，清華大學(xué)在山東威海望島35KV變電站用3臺微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了全站的微機(jī)繼電保護(hù)、監(jiān)測和控制功能。之后．隨著1988年由華北電力學(xué)院研制的第1代微機(jī)保護(hù)(O1型)投入運(yùn)行，第2代微機(jī)保護(hù)(WXB—11)1990年4月投入運(yùn)行并于同年12月通過部級鑒定。較遠(yuǎn)動裝置采用微機(jī)技術(shù)滯后且更為復(fù)雜的繼電保護(hù)全面采用微機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。至此，隨著微機(jī)保護(hù)、微機(jī)遠(yuǎn)動、微機(jī)故障錄波、微機(jī)監(jiān)控裝置在電網(wǎng)中的全面推廣應(yīng)用，人們?nèi)找娓械礁鲗I(yè)在技術(shù)上保待相對獨(dú)立造成了各行其是，重復(fù)硬件投資，互連復(fù)雜，甚至影響運(yùn)行的可靠性。1990年，清華大學(xué)在研制鞍山公園變電站綜合自動化系統(tǒng)時，首先提出了將監(jiān)控系統(tǒng)和RTU合二為一的設(shè)計(jì)思想。1992年5月．電力部組織召開的“全國微機(jī)繼電保護(hù)可靠性研討會”指出：微機(jī)保護(hù)與 RTU，微機(jī)就地監(jiān)控．微機(jī)錄波器的信息傳送，時鐘、抗干擾接地等問題應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃并制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)勢在必行。由南京電力自動化研究院研制的第 l套適用于綜合自動化系統(tǒng)的成套微機(jī)保護(hù)裝置 ISA于1993年通過部級鑒定以后，各地電網(wǎng)逐步開始大量采用變電站綜合自動化系統(tǒng)。1994年中國電機(jī)工程學(xué)會繼電保護(hù)及自動化專委會在珠海召開了“變電站綜合自動化分專業(yè)委員會”的成立大會，這標(biāo)志著對變電站綜合自動化的深入研究和應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。目前，國內(nèi)有關(guān)研制和生產(chǎn)單位推出的變電站綜合自動化系統(tǒng)及產(chǎn)品很多，根據(jù)該技術(shù)的發(fā)展過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，歸納起來可分為3種典型類型。第1種類型為基于 RTU、變送器及繼電保護(hù)與自動裝置等設(shè)備的變電站綜合自動化系統(tǒng)，一般稱為增強(qiáng)型 RTU方式，也稱集中式，或第 l代綜合自動化系統(tǒng)。該類系統(tǒng)實(shí)際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè) RTU裝置以實(shí)現(xiàn)“四遙”。結(jié)構(gòu)上僅是站級概念，有關(guān)重要信息(如保護(hù)動作信息等)通過硬接點(diǎn)送給 RTU裝置，變電所的監(jiān)測量一般經(jīng)變送器變換后送給 RTU。開關(guān)監(jiān)測量是直接引至RTU， RTU的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。該類系統(tǒng)的特點(diǎn)是：系統(tǒng)功能不強(qiáng)，硬件設(shè)備重復(fù)、整體性能指標(biāo)低，系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜，可靠性低，但其成本低，特別適合于老站改造。實(shí)際上該類系統(tǒng)僅為變電站綜合自動化的初級形式，尚不能稱為綜合自動化系統(tǒng)。 第2種類型為從硬件結(jié)構(gòu)上按功能對裝置進(jìn)行了劃分，摒棄了集中式單 CPU結(jié)構(gòu)而走向分散，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元(模擬量、開關(guān)堡、脈沖量)，主機(jī)單元(總控單元)、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元組成。各功能單元(設(shè)備)通過通信網(wǎng)絡(luò)等手段實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可替代常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號屏、遠(yuǎn)動屏、測量儀表等。它具有較強(qiáng)的在線功能。各種功能比較完善，且人機(jī)界面較好。但系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜，聯(lián)結(jié)電纜較多，系統(tǒng)可靠性不太高。這類系統(tǒng)雖然做到了一定程度上的分散(功能分散)，但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、一般僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡單的相加。由于我國保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè)。故我國目前的大多數(shù)綜合自動化系統(tǒng)均屬此類結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般稱為分散式系統(tǒng)或第2代綜合自動化系統(tǒng)，是一種過渡方案。 第3種類型系統(tǒng)是采用國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，引入了站控級和間隔級概念，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)。設(shè)備分變電站層設(shè)備(站控級)和間隔層設(shè)備(間隔級)。間隔層設(shè)備原則上按一次設(shè)備組織，例如 l條線路、 l臺主變壓器。每一間隔層設(shè)備包括保護(hù)、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設(shè)計(jì)的原則是：凡是可以在本間隔層設(shè)備完成的功能，盡量由間隔層設(shè)備就地獨(dú)立處理，不依賴于通信網(wǎng)和變電站層設(shè)備。變電站層設(shè)備是通過間隔層設(shè)備了解和掌握整個變電站實(shí)時運(yùn)行情況、并通過間隔層設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站控制，它還負(fù)責(zé)站內(nèi)信息收集、分析、存儲以及與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的聯(lián)系，這類系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化，大大簡化了站內(nèi)二次回路，它完全消除了設(shè)備之間錯綜復(fù)雜的二次電纜。由于間隔層設(shè)備可放在開關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近，從而可大大縮小主控制室面積，節(jié)省控制電纜、減少 CT負(fù)擔(dān)。同時大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性，是綜合自動比系統(tǒng)的發(fā)展方向。該類系統(tǒng)一般稱為分層分布式系統(tǒng)，也稱為第3比變電站綜合自動化系統(tǒng)。上述產(chǎn)品類型也很大程度上反映了目前在綜合自動化技術(shù)領(lǐng)域上的2種技術(shù)觀點(diǎn)。第 l仲技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為：變電站綜合自動化系統(tǒng)主要考慮“四遙量”的采集，以點(diǎn)為對象，面向”功能設(shè)計(jì)”，故變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)以傳統(tǒng) RTU裝置或在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)采集裝置、主控單元、遙控執(zhí)行等裝置組成的監(jiān)控為基礎(chǔ)組成，它與微機(jī)保護(hù)的聯(lián)系只要通過裝置上的串行口收集信息即可，并且特別強(qiáng)調(diào)保護(hù)的獨(dú)立性，即兩者不能有任何硬件上的融合。而第2種技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為：綜合自動化技術(shù)是以先進(jìn)可靠的微機(jī)保護(hù)為核心，以成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將測量控制與繼電保護(hù)融為一體，共享數(shù)據(jù)資源，并十分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及系統(tǒng)的可靠性。第2仲技術(shù)觀點(diǎn)是在微機(jī)保護(hù)技術(shù)成熟并向網(wǎng)絡(luò)化多功能方向發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的。如前所述，由于保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè)、加之技術(shù)發(fā)展有個過程，開始持這類觀點(diǎn)的人并不多，但隨著技術(shù)的發(fā)展和按這一新概念設(shè)計(jì)的變電站綜合自動化系統(tǒng)的成功授運(yùn)，并加之這一技術(shù)觀點(diǎn)與目前國際上先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想及推出的高品質(zhì)系統(tǒng)如同一脈。因此，第2種技術(shù)觀點(diǎn)正逐步成為大家的共識，它也成為了目前綜合自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢和潮流。 論文研究的主要內(nèi)容系統(tǒng)主要對變壓器及其線路上的電壓、電流、功率、頻率以及隔離開關(guān)、斷路器等模擬量和狀態(tài)量進(jìn)行采集和通