变电站自动化系统通信研究.docx

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1、变电站自动化系统通信研究 摘要：光纤通信以其信息容量大、保密性好、重量轻体积小、无中继段距离长等优点，已成为一种新型的、发展快速的通信手段。文章论述了变电站自动化系统通信网络的现状，变电站自动化系统通信原理，以及光纤通讯在数字化变电站中的应用状况。 关键词：变电站自动化系统；光纤通信；单元层；变电站层次结构 中图分类号：TM764文献标识码：A文章编号：1019-2374(2022)10-0102-02 一、变电站自动化系统的特点 变电站自动化是指变电站二次系统通过利用计算机技术、现代限制技术、网络通信技术和图形显示技术，实现将常规变电站的限制、测量、信号、爱护、计量、平安自动装置、远动等功能

2、整合于一体的计算机监控系统。这项技术涉及多个技术领域，是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。 目前国内变电站自动化系统多为分布式系统，是指各现场输入输出单元部件分别安装在中低压开关柜或高压一次设备旁边，现场单元部件可以是爱护和监控功能的二合一装置，用以实现各开关单元的继电爱护和监控功能，亦可以是现场的微机爱护和监控部件分别保持其独立性。在变电站限制室内设置计算机网络系统，对各现场单元部件进行通信联系。至于变电站自动化的功能，则将遥测遥信采集及处理，遥控吩咐执行和继电爱护功能等均由现场单元部件独立完成，并将这些信息通过网络送至后台主计算机，而变电站自动化的综合功能均由

3、后台主计算机系统担当。 二、变电站自动化系统通信网络的现状 内部通信网络是变电站自动化系统的关键组成部分，它干脆影响着整个系统的性能。随着变电站自动化技术从中、低压变电站系统向高压、超高压变电站系统发展，一方面，变电站自动化系统要监视和限制的对象数目剧增，例如在110kV的中压变电站自动化系统中，遥信对象一般不超过600个，遥控对象一般不超过300个，而在220kV的高压变电站系统中，遥信对象一般都会超过2000个，遥控对象会超过1010个；另一方面，高压、超高压变电站自动化系统会运用比中、低压系统更多的数字式继电爱护等智能化电子设备，这些设备须要通过内部通信网络传输大量的遥测、故障录波等信息

4、，特殊是在发生故障时须要传输的信息量会更大，这一切都确定了高压、超高压变电站自动化系统内部通信量要比中、低压变电站自动化系统的通信量大得多。因此高压、超高压变电站自动化系统对内部通信网提出了新的、更高的技术要求。中、低压变电站自动化系统中运用的通信网络技术满意不了这些要求，我们必需运用新的通信技术，研制出高性能的通信网络来满意高压、超高压变电站自动化系统发展的须要。 三、变电站自动化系统通信原理 一般来说，整个变电站的一、二次设备可分为3层，即变电站层、单元层(或称间隔层)和现场层(设备层)。变电站层称为2层，单元层为l层，设备层为。层。如图l所示： 设备层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离

5、开关及其协助触点，电流、电压互感器等一次设备。 单元层一般按断路器间隔划分，具有测量、限制部件或继电爱护部件。测量、限制部件负责该单元的测量、监视、断路器的操作限制和联锁及事务依次记录等；爱护部件负责该单元线路或变压器或电容器的爱护、故障记录等。因此，单元层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置干脆通过局域网络或串行总线与变电站层联系；也可能设有数据采集管理机或爱护管理机，分别管理各测量、监视单元和各爱护单元，然后集中由数据采集管理机和爱护管理机与变电站层通信。单元层本身事实上就是两级系统的结构。 变电站层的监控机或称上位机，通过局部网络与爱护管理机和数据采集限制机通信。监控机的作

6、用，在无人值班的变电站，主要负责与调度中心的通信，在变电站自动化系统具有RU的功能，完成“四遥”的任务；在有人值班的变电站，除了仍旧负责与调度中心通信外，还负责人机联系，使综合自动化系统通过监控机完成当的显示、制表打印、开关操作等功能。 四、光纤通讯在数字化变电站中的应用 变电站自动化系统全部设备的功能和数据按IEC61850建模，采纳映射到MMS(制造报文规范)的ACSI(抽象通信服务接口)、GOOSE(面对变电站事务的通用对象)、SV(采样值)、SNTP(时间同步)等通信协议实现各种通信功能。由于全部设备运用统一的功能模型、数据模型和通信协议，实现了不同厂家设备间的互操作性。 变电站自动化

7、系统的信息充分共享，满意功能分步实现的要求。变电站中全部设备均从通信系统中获得所须要的其它设备的信息，并通过通信系统向其他设备传输输出信息和限制吩咐。 综合自动化变电站通讯系统可实时、牢靠的交换全部设备的完整信息，利用高级应用软件能生成报表、操作票和操作记录、系统拓扑图、设备检修通知、故障分析报告等，实现管理自动化和智能决策。 五、光纤通讯的优点 (一)与智能化的一次设备相适应 一次设备被检测的信号回路和被限制的操作驱动回路采纳微处理器和光电技术设计，通信系统传输的信息更完整，通信的牢靠性和实时性都大幅度提高。变电站因此可实现更多、更困难的自动化功能，提高自动化水平。换言之，变电站二次回路中常

8、规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和限制电缆被光电数字和光线代替。 (二)可避开传统金属电缆带来的电磁兼容、传输过电压和亮点接地等 变电站二次设备和一次设备之间运用绝缘光纤连接，电磁干扰和传输过电压没有影响到二次设备的途径，而且也没有二次回路两点接地的可能性。 (三)提高信号传输的牢靠性 信号传输均用计算机通信技术实现。通信系统在传输有效信息的同时传输信息校验码和通道自荐信息，杜绝误传信号和监视通信系统的完好性，PT断线、CT断线的推断将不再是问题。数字信号可以用光纤传输，从根本上解决抗干扰问题。 (四)变电站的各种功能可享受统一的信息平台，避开设备重复 变电站自动化系统

9、的全部信息采纳统一的信息模型，按统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站的爱护、测控、计量、监控、远动、VOC等系统均用同一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发出限制吩咐，不须为不同功能建设各自的信息采集、传输和执行系统。 (五)提升测量精度 变电站自动化系统采纳输出数字信号的电子式互感器，数字化的电流电压信号在传输到二次设备和二次设备处理的过程中均不会产生附加误差，提升了爱护系统、测量系统和计量系统的系统精度。 (六)削减二次接线 数字化变电站的一次设备和二次设备采纳计算机通信技术，一条信道可传输多个通道信息，加上运用网络技术，大幅度削减了二次接线的数量和困难度。 六、结语 综上所述，

10、用数字化光纤通讯技术，取代传统金属电缆进行信息传递，可大幅提高数据传输量，通讯也更牢靠、快速；且光纤通信电磁兼容性能优越；二次接线简洁；信息传输通道都可自检，牢靠性高，可提升变电站牢靠性、自动化水平。从经济方面可实现信息在运行系统和其他支持系统间的共享，削减重复建设和投资。对变电站自动化系统运行和管理具有特别大的技术和经济意义。 参考文献 1 张义，王桂兰，孙向进，变电站综合自动化分布式通信系统分 析J，让晒攀油化工，2022，(2) 2魏漩，刘玉忠，刘沛 一种全分布式变电站自动化通信系统 的实现J，电力系统自动化，11019，(13) 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页