【正文】 兩臺具有 RS232 接口的通信設備直接相連，如果要進行遠距離傳輸，可以再加調(diào)制器即可。網(wǎng) 絡協(xié)議開放，對任何用戶平等。 (8)： Lonworks 直接通信距離長達 2700m (9)： Lonworks 技術的核心是神經(jīng)元芯片。 CANBUS 的主要技術特性如下： (1)： CANBUS 可以多主方式工作，網(wǎng)絡上任意一個接點均可以在任何時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。 (10): NZR 編碼 /解碼方式，并采用位填充技術。監(jiān)控網(wǎng)用來傳送各種控制和狀態(tài)信息。間隔以上和間隔內(nèi)部。 CPU 采用 32b 單片機， CPU 部分采用了嵌入式軟件設計，利用實時多任務操作系統(tǒng)及 TCP/IP 模塊，完成以太網(wǎng)的通信和測控任務 LONWORKS 現(xiàn)場總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析： (1) ： 方案 1 中只有 LONWORKS 一層網(wǎng)絡，站內(nèi)的幾十個保護裝置均連接在其上。 PC 機必須用 PCLTA 卡等專用卡與 LONWORKS 網(wǎng)絡接口，這些板卡由于是專用品所以價格較高， PC 機臺數(shù)增多時，很不劃算。以及本地的變電站系統(tǒng)和遠程調(diào)度中心的通信。LONWORKS 網(wǎng)絡通過網(wǎng)絡變量來實現(xiàn)節(jié)點之間的通信，不同的網(wǎng)絡變量可以設置成不同的優(yōu)先級，這樣開關變位等重要信息就可以用優(yōu)先級高的網(wǎng)絡優(yōu) 先傳輸。 國外相關產(chǎn)品的比較 國外變電站綜合自動化系統(tǒng)主要是由西門子公司生產(chǎn)的 LSA678，該系統(tǒng)的結構主要分為完全分散和集中與分散相結合式，后者由于價格和靈活性上的優(yōu)勢而在國內(nèi)應用較多。 通信協(xié)議的作用 要實現(xiàn)整個變電站綜合自動化并與上 一級控制中心實現(xiàn) “四遙 ”，必須保證工作站，主機，工程師站，現(xiàn)場各 CPU 單元與控制設備間的實時，準確通信。 目前用于電力系統(tǒng)的通信協(xié)議品種繁多，有國際標準，有國家標準，也有行業(yè)標準甚至是企業(yè)標準。 (5) ： 保密性好。它是一種用于低速傳輸數(shù)字信號的光電合一產(chǎn)品。 現(xiàn)場總線的特點： (1): 系統(tǒng)的開放性，即標準的一致性，公開性。 (3): 無線擴頻通信技術：具有抗干擾能力強，系統(tǒng)誤碼率低，建設方便，投資少等特點。 REF542plus 中的數(shù)字處理器 DSP 執(zhí)行測量和保護的功能，電流傳感器適用于距離保護和差動保護。每段可獨立投退，并且保護可以選擇是否經(jīng)過零壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設定。 (5) ：復合電壓出口功能： 為實現(xiàn)各側復合電壓并聯(lián)的方式，本裝置配有復合電壓出口功能，有獨立的低電壓和負序電壓定值，當復合電壓滿足條件，接通復壓出口觸點，并異常告警?；蛘唠娙萜鞅旧碓繐舸┬纬上嚅g短路。 三相電壓和大于 8V， 最大線電壓和最小線電壓差大于 16V，判為單相PT 斷線。 (4): 過復合保護： 包 括過復合警告，啟動風冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時限。 復壓閉鎖過流保護 的復壓閉鎖元件，有本側復壓閉鎖和外部接入的復壓開入閉鎖或門構成。通過具體的 3 種方法將變電站內(nèi)的設備用通信協(xié)議連接了起來。 (5): 對現(xiàn)場環(huán)境的適應性。 配電自動化 專用數(shù)據(jù)光傳輸設備具有傳輸距離遠，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點的光電合一最新產(chǎn)品。 光纖通信的類型以及在配電自動化系統(tǒng)中的應用如下 (1) ： SDH（同步數(shù)字體系）和 PDH（準同步數(shù)字體系）。與其它通信技術相比，有以下優(yōu)點： (1) ： 傳輸頻帶很寬，通信容量大。同時采集來的信號要往主站送，承擔和主站通信的功能。它們相繼開發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國各個省市的變電站中得到了應用。 以太網(wǎng)雖然沒有 LONWORKS 或CAN 網(wǎng)絡的優(yōu)先級設置，但其帶寬高達 10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡負荷很大。變電站和遠程調(diào)度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過終端的modem 實現(xiàn)數(shù)字信號和公用電話網(wǎng)上的模擬信號之間的轉換，通信管理機的外圍設備包括鍵盤輸入，液晶顯示，程序存儲器 EPROM，實時時鐘 RAM,以及備用的 RS232 串口 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實時性分析 方案一中的 LONWORKS 現(xiàn)場總線方式中由于帶寬有限，特別是當多個保護共同動作時，網(wǎng)上沖突加劇，重發(fā)次數(shù)增多，通信效率降低。 由于以太網(wǎng)使用開放式的 TCP/IP 協(xié)議，所以可以較為方便的與廣域網(wǎng)相聯(lián)。而當信息傳到主干網(wǎng)時，由于主干網(wǎng)的帶寬很寬，所以站內(nèi)的流量對于其而言仍屬輕負載， 以太 網(wǎng)在輕負載時效率極高，因此方案 2 能滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，并且留有余地。這種方案實際上是將嵌入式以太網(wǎng)和 LONWORKS 現(xiàn)場總線技術相結合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。每個保護裝置都帶有 LONWORKS 網(wǎng)絡接口，后臺機，工程師站，遠動機等 pc 機上均有 PCLTA 卡，于是保護裝置和 PC 機就可以連接到 LONWORKS 網(wǎng)絡上。因而實用性較差。 (5)： CANBUS 直接通信距離最遠可達 10km， CANBUS 的通信速率最高可達 1Mbit/s. (6)： CANBUS 上的節(jié)點數(shù)實際上可達 110 個，理論上可達 2021 多個。它們之間通過公共存儲器傳遞數(shù)據(jù)。 Lonworks 通信協(xié)議符合 OSI 模型，任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作。 RS485 為半雙工通信方式，在某一時刻，一個發(fā)送一個接受，當用于多站互連時，可節(jié)省信號線，便于高速遠距離的傳送。 第 3 章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡 通信網(wǎng)絡的發(fā)展： 目前，國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng)用的通信網(wǎng)絡主要是總線式網(wǎng)絡。可以大大縮短微機保護 裝置的開發(fā)周期，實現(xiàn)微機繼電保護裝置的系列化和標準化，便于運行部門的運行維護，必將在微機保護的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。在距離保護 CPU 插件或者零序保護 CPU 插件發(fā)生故障時，即使線路的主保護 可以正常工作，仍將失去遠方后備保護的功能。 通信控制，保護 CPU 運行狀態(tài)監(jiān)控等功能 。當保護裝置使用單片機時，目前使用的 VFC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以滿足要求，必須對此單獨進行考慮。 ② 電壓頻率轉換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 第 2 代微機線路保護的 VFC (電壓頻率保護 ) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集速度，每個模擬輸入通道都需要使用單獨的電壓頻率轉換 /光耦合器，其輸出頻率信號送至可編程計數(shù)器 8255 進行頻率測量，在每個數(shù)據(jù)采集周期由 CPU 讀取可編程計數(shù)器的計數(shù)值，并進行標度變換以獲得實際的采樣植。濾序和傅立 葉變換算法的主要時間，不但可以完成數(shù)據(jù)采集，信號處理的功能，還可以完成以往主要由 COU完成的運算功能，甚至完成獨立的繼電保護功能。高性能單片機包含了微機保護所需要的各種硬件功能，使新型微機保護的電路設計異常簡單可靠。 變電站綜合自動化系統(tǒng)微機保護的硬件結構 (1) 處理器分為單片機和數(shù)字信號處理器兩種。各單元應具有模塊化的主機板， 開出板。主控室后部設保護柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜，交直流電源柜等設備。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。能夠對保護柜包括主機在內(nèi)的各元件進行在線檢查?；螂娋W(wǎng)故障時不應該誤動。 也可利用功率方向法等其他方法來判別。 操作方式分為手動操作和遙控執(zhí)行。 監(jiān)測： 綜合自動化系統(tǒng)通過對變電站的數(shù)據(jù)進行采集，處理，顯示和打印，使運行人員了解變電站的 運行工況，并采取相應的措 施。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要集中在單元層和變電站層。 當 地 監(jiān) 控 后 臺 機I / O 通 信 控 制 器 1 I / O 通 信 控 制 器 2單 回 路 保 護 裝 置單 回 路數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元開 關柜 1 … … … …單 回 路 保 護 裝 置 保 護 裝 置單 回 路數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元開 關 柜 n其 它 電 氣 設備送 遠 方 調(diào) 度中 心饋 線 間 隔 級網(wǎng) 絡 電 纜分 布 式 綜 合 自 動 化 系 統(tǒng) 原 理 圖 分布集中式綜合自動化系統(tǒng)： 整個變電站的一，二次設備分為三層，變電站層，單元層和設備層。經(jīng)初步處理后送到 I/O 通信控制器進行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護，測量，信號和控制信息統(tǒng)一處理，與當?shù)氐暮笈_機和遠方調(diào)度中心進行信息交換。但由于在技術性能上的潛在能力，必將被廣泛的應用于祖國各 個城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中。該模式?jīng)]有做到面向對象設計，信息共享程度不高，另外系統(tǒng)的二次電纜互聯(lián)較多，擴展性不好，不利于運行管理和維護。世界發(fā)達國家率先研制出成熟系統(tǒng)，并推廣應用，大大提高了變電站管理的自動化水平，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行。全站統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一維護組態(tài)工具軟件，分類分單元下載參數(shù)設置數(shù)據(jù)。目前的綜合自動化裝置都是安裝在低電壓的中置柜上和室內(nèi)的開關室內(nèi)，戶外的僅是一些實現(xiàn)簡單功能的柱上設備。 （ 5） ：使用靈活方便。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判 斷功能，可以方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)的各種設備的運行和操作，它具有功能綜合化，結構微機化，操作監(jiān)視屏幕化，運行管理智能化等顯著特點。 關鍵詞 ： 變電站綜合自動化，通信協(xié)議， 微機保護，硬件配置。并且對此前景進行了簡介。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機為主，將變電站的一，二次設備經(jīng)過功能組合形成 的標準化，模塊化，網(wǎng)絡化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。 （ 3） ：工藝結構條件優(yōu)越 。它的缺點是對運行的可靠性要求極高，任何形式的檢修維護都將迫使一次設備的停止。 (3) 人機操作界面接口統(tǒng)一化，運行操作無線化 無人無建筑小室的變電站，變電運行人員如果在就地查看設備和控制操作，將通過一個手持式可視無線終端 ，邊監(jiān)視一次設備邊進行控制操作，所有相關的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。因此，各級調(diào)度中心需要更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況。此類系統(tǒng)特點是功能簡單，整體性能指標較低，系統(tǒng)聯(lián)結復雜，不便于運行管理與維護，為自動化系統(tǒng)的初級階段。 5：提高電力系統(tǒng)的運行管理水平 變電站綜合自動化系統(tǒng)的 發(fā)展前景 隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動化技術的發(fā)展，實現(xiàn)變電站綜合自動化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢。 集中式綜合自動化系統(tǒng)： 它是按功能要求配置相應的繼電保護裝置和遠動裝置并安裝在變電站的中央控制室 內(nèi)。微機保護單元和單回路的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控單元與I/O 通信控制器相互之間用網(wǎng)絡電纜連接起來，僅做數(shù)據(jù)信息的傳送。單元層本身就是兩級系統(tǒng)的結構。這種結構方式具有分散式結構的全部優(yōu)點，并且由于采用了集中式組屏，有利于系統(tǒng)的設計，安裝以及維護管理。 監(jiān)控： 綜合自動化系統(tǒng)提供方便可靠的人機對話，運行人員利用鍵盤和顯示器操作開關，刀閘和變壓器分接頭。 變電站監(jiān)控的內(nèi)容主要有以下幾個方面 ： (1) ： 跳閘統(tǒng)計：統(tǒng)計開關跳閘次數(shù)。以使無功和電壓滿足要求。 (2) : 具有事故追憶功能。零序保護，高壓側備用電源自投和低壓側備電源自投。打印機和鍵盤。保護柜內(nèi)各單元應有獨立的交流輸入，獨立電源，獨立出口，應有可靠的抗干擾措施。 第二階段以多單片機構成的多 cpu 硬件結構為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為電壓頻率轉換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，硬件軟件的設計吸取了第一代微機保護裝置的 成功運行經(jīng)驗，利用多 cpu 的特點，強化了自檢和互檢功能，使硬件故障可以定位，對保護的跳閘出口回路，具有完善的抗干擾措施以及防止拒動和誤動的措施。運行能力也得到了大大的加強，出現(xiàn)了無須進行外部擴展的所謂總線不出芯片的新型微機保護。快速的指令周期，哈佛結構，流水操作，專用的乘法器，特殊的指令，加上集成電路優(yōu)化設計，可以使DSP 的指令周期達到 200ns。為了節(jié)省 CPU的工作時間，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在變化完成后的得到的數(shù)字輸出不需要經(jīng)過 CPU控制，而經(jīng) DMA 控制直接存入本插件的 RAM 中。采樣率的提高導致了采樣間隔的縮短，從而留給 CPU 進行采樣數(shù)據(jù)預處理，保護啟動計算，主保護計算的時間大大縮短。這種類型的微機保護裝置的基本特點是：電壓頻率轉換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共部分 ,其頻率輸出信號分別傳送給各個保護插件，再由各個保護插件完成相應的測頻，采樣值標度變換，保護功能計算。因此整個保護裝置并不因為采用了多 CPU 技術 而使可靠性大幅度的提高。為適合變電站自動化的發(fā)展，新型微機變壓器保護也提供了基于現(xiàn)場總線的通信接口功能。為中低壓變電站廣為采用。 RS422 為全雙工，可以同時接收和發(fā)送。 (2)： 通信介質開放。該芯片內(nèi)部裝有 3 個微處理器；MAC 處理器完成介質訪問控制。 (2)： CANBUS 網(wǎng)絡上節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級，并可滿足不同的實時要求。 各種總線技術的優(yōu)缺點 RS232 總線通信速度快，距離短。錄波網(wǎng)則傳送電力系統(tǒng)故障錄波信息。 間隔以上用 10MB/S的嵌入式以太網(wǎng)構成站內(nèi)通信的主干網(wǎng)絡，負責后臺機，遠動機等 PC 機和各間隔進行通信。因此網(wǎng)上節(jié)點多，流量大，而帶寬卻只有 78kb/s，在多臺保護同時動作等特殊情況下，網(wǎng)絡負載突然加重，這時會出現(xiàn)較嚴重的網(wǎng)絡沖突現(xiàn)象，網(wǎng)絡通信效率下降。而 PC 機用廉價的以太網(wǎng)卡也可以聯(lián)到以太網(wǎng)上。 ：通 信管 理機 系統(tǒng) 的C P