电站体系内通信技术

1、电站体系内通信技术    随着自动化技术、计算机技术和通信技术的发展，变电站自动化技术得到了迅速的发展。同时，变电站自动化技术在我国电力系统的应用得到大力推广，原来投运的老变电站通过技术改造实现了变电站自动化，达到了无人值班运行水平。其中通信技术的应用是变电站自动化系统的结构、功能、性能改善和提高的基础，通信技术的应用和完善是影响变电站自动化系统发展方向最重要的技术。1 变电站通信网络的要求由于数据通信在综合系统内的重要性，经济、可靠的数据通信成为技术的核心，而由于变电站的特殊环境和综合自动化系统的要求，使变电站自动化系统内的数据网络具有以下特点和要求。

2、1. 1 快速的实时响应能力变电站自动化系统的数据网络要及时的传输现场的实时运行信息和操作控制信息。在电力工业标准中对系统的数据传送都有严格的实施性指标，网络必须很好地保证数据通信的实施性。1. 2 高效的可靠性电力系统是连续运行的，数据通信网络也必须连续运行。通信网络的故障和非正常工作会影响整个变电站自动化系统的运行，设计不合理的系统，严重时甚至造成设备和人身事故，导致很大的损失，因此变电站自动化系统的通信子系统必须保证很高的可靠性。1. 3 优良的电磁兼容性能变电站是一个具有强电磁感荣的环境，存在电源、雷击、跳闸等强电磁干扰和地电位差干扰，通信环境恶劣，数据通信网络必须注意采取相应的措施消

3、除这些干扰。1. 4 分层式结构这是由整个系统的分层分布式结构所决定的，也只有实现通信系统的分层，才能实现整个变电站自动化系统的分层分布式结构，系统的个层次又各自具有特殊的应用条件和性能要求，因此每一层都要有合适的网络系统。2 变电站主要应用的通信网络变电站内通信网络连接个设备层，是独立的各自分散的设备形成协同工作的有机总体，并与外部系统紧密连接。目前，在变电站自动化系统中广泛应用的通信网络有 3 种类型。2. 1 RS 422 /485 接口总线网目前在有些变电站自动化系统中，微机保护、微机监控和其他微机型的自控装置间的通信大多通过RS 422 /485 通信接口相连，实现监控系统与微机保护

4、和自动装置间的相互交换数据和状态信息。节省了大量连接电缆，接线简单、可靠。2. 2 Lon Works 现场总线网Lon Works 技术是 一种“面向数据”的 网络 技术。Lon Works 的核心是 Neuron 神经元芯片。它的显著特点是既能管理通信，又具有 I/O 和控制功能，变电站采用多 Neuron 芯片的网络扩展方式，由每个I / O 单元或保护单元处理大量数据，网络只能用于实现各单元之间的数据传输。基于 Lon Works 网络的技术方案，如图 1 所示。每个间隔单元都有 Neu-ron 芯片，通过其网络接口实现互连。主站计算机可通过 Lon Works 接口连接，通信网络采用

5、双绞线。Lon Works 通信网络最高通信速率可达 1. 25Mb / s，最大通信距离可达 2000m，最多可连接 64 个结点。完全能满足变电站自动化系统的要求。2. 3 以太网在以太网网络中重要的通信设备就是“网卡”，网卡上面装有处理器和存储器。在变电站层一般采用 100M 以太网，间隔层使用 10M 以太网。网络通信采用 TCP/IP 协议，每一个通信单元均要有唯一的 IP 地址。间隔层的保护装置、测控装置自动装置等具备以太网口的设备直接接入间隔层以太网，其他设备通过规约转换接入间隔层以太网，根据所属的间隔和物理位置连接到适当的间隔层集线器，再将所有的间隔层集线器接入变电站层网络交换

6、机。所有变电站层设备直接接到变电层网络交换机。网络结构如图 2 所示。3 变电站综合自动化系统通信内容3. 1 变电站综合自动化系统与上级调度的通信变电站自动化系统应具有与电力系统控制中心通信的功能，不另设独立的远动装置，而由自动化系统的上机位( 集中管理机) 或通过通信控制机执行远动功能。把变电站所需测量的模拟量、电能量、状态信息和 SOE 等类信息传送至控制中心，这些信息是变电站和控制中心共用的，不必专门为送控制中心而单独采集。同时应能接收调度端下达的各种操作命令、在线修改保护定值、召唤实时运行参数。即完成全部四遥( 遥测、遥控、遥信、遥调) 功能。3. 2 变电站内部的通信在具有变电站层

7、间隔层( 单元层) 过程层( 设备层) 的分层分布式自动化系统中，需要传输以下几部分。1) 过程层与间隔层的信息交换。过程层提供的信息有两种，模拟量和状态、故障信息。该信息包括断路器和隔离开关的位置、主变压器分接头位置、变压器、互感器、避雷器的诊断信息以及断路器操作信息等。2) 间隔层设备之间的通信。间隔层设备内部通信，主要解决两个问题: 数据共享互相闭锁。不同间隔层之间的数据交换有主、后备继电保护工作状态、互锁、相关动作闭锁、电压无功综合控制装置工作状态等信息。3) 间隔层与变电站层的通信。间隔层与变电站层的通信内容有: 测量及状态信息; 操作信息; 参数信息。4) 变电站层的内部通信。变电

8、站层不同设备间的通信，根据各设备任务特点，传输所需的测量信息、状态信息和操作命令。4 变电站自动化通信规约标准变电站自动化技术在我国已发展多年，各个厂家的内部的通信规约相比国际、国内标准的通用协议，其成熟度比较差。从目前趋势来看，IEC 的一系列标准最具有代表性，得到了广泛的支持，必将成为最终通行的国际和国家标准。所以，变电站自动化系统通信规约采用国际标准通信规约是今后发展的趋势，是提高变电站自动化系统通信网路开放性、互操作性、安全可靠性的根本途径。5 结束语通信是变电站自动化系统非常重要的基础功能。在一个以实现自动化的变电站内，借助于通信技术，实现监控功能、继电保护功能的相互配合与数据共享及存储，提高了变电站运行的可靠性; 在远方控制中心，通过先进的通信技术，实现对变电站开关设备的远方控制、