變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中石化培訓(xùn)

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主講人：劉太華

一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)基本要求★變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能全面替代常規(guī)的二次設(shè)備；★變電站微機(jī)保護(hù)軟硬件配置與站控監(jiān)控系統(tǒng)相互獨(dú)立，又要相互協(xié)調(diào)；★微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)測(cè)控裝置具有通信接口，如現(xiàn)場總線；★變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的保護(hù)功能配置、監(jiān)控功能的配置、通信功能等，必須★滿足有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行規(guī)范的要求，實(shí)現(xiàn)無人值班；★變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范；★通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用總線式網(wǎng)絡(luò)，如CAN\Lonwork\工業(yè)以太網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)約選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約；★變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式的結(jié)構(gòu)；★滿足“四遙”功能和管理功能；★自動(dòng)化系統(tǒng)具有較高的可靠性和抗干擾能力；★自動(dòng)化系統(tǒng)可擴(kuò)展性和適應(yīng)性好；★系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性能要好；★充分利用數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；★監(jiān)控軟件性能必須滿足國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；二、變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)第3部分：總體要求DL/T860.3-20042004-06-01實(shí)施

變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的總體要求05.doc三、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)★變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分三層：

間隔設(shè)備層

通信網(wǎng)絡(luò)層站控監(jiān)控層三層有機(jī)結(jié)合，可靠運(yùn)行，方可構(gòu)成分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)有以下幾種模式：

模式1:站控監(jiān)控層設(shè)單機(jī)系統(tǒng),通過監(jiān)控主機(jī)同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。模式2:站控監(jiān)控層設(shè)單機(jī)系統(tǒng)帶通信管理單元,通過通信管理單元同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連，監(jiān)控主機(jī)數(shù)據(jù)信息直接從間隔設(shè)備層獲取。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。模式3:通信管理單元作為前置機(jī)，監(jiān)控單元接于通信管理單元，通過通信管理單元同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。

模式4:站控監(jiān)控層設(shè)雙機(jī)系統(tǒng),通過監(jiān)控主機(jī)同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。模式5:站控監(jiān)控層設(shè)雙機(jī)系統(tǒng)帶通信管理單元,通過通信管理單元同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。模式6:站控監(jiān)控層不設(shè)監(jiān)控主機(jī),通過通信管理單元同調(diào)度端/DCS系統(tǒng)相連。其它智能設(shè)備包括：多功能電度表、直流屏、模擬屏等。模式7:集控站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。模式8:調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。模式9：調(diào)度自動(dòng)化結(jié)構(gòu)（通過光纜實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)互聯(lián)）湖南鏈鋼項(xiàng)目關(guān)于結(jié)構(gòu)的幾點(diǎn)說明：其他智能設(shè)備一般為RS485/RS232接口，通信協(xié)議一般為公司規(guī)定，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)有一定難度、電子式電度表接口規(guī)約有標(biāo)準(zhǔn)，為IEC60870-5-102,選擇供貨商時(shí)宜選擇技術(shù)力量較強(qiáng)的公司；通信網(wǎng)絡(luò)可選擇單網(wǎng)/雙網(wǎng)；向集控站/調(diào)度發(fā)送信息選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約；四、變電站自動(dòng)化的基本功能◆數(shù)據(jù)采集及處理功能◆控制操作功能◆報(bào)警及事件記錄功能◆歷史記錄功能◆顯示打印功能◆保護(hù)設(shè)備管理功能實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)四大基本功能；五、自動(dòng)化系統(tǒng)幾個(gè)專用功能1、小電流接地選線功能原理：零序諧波電流方向自動(dòng)化系統(tǒng)如何處理，主要有兩種思路：一種思路：微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置獨(dú)立計(jì)算出諧波電流的大小和方向或者計(jì)算零序功率有功方向/無功方向，送向監(jiān)控主機(jī)或通信單元集中比較，實(shí)現(xiàn)此功能；另一種思路：選用專用的小電流接地選線裝置，原理較多，需要比較：目前主要有---零序諧波電流方向原理，注入低頻交流信號(hào)原理，故障分量原理等；兩種思路各有千秋。關(guān)于小電流接地選線零序電流互感器選型問題：是選專用零序電流互感器/普通零序電流互感器？參考：小電流接地故障監(jiān)測(cè)技術(shù)050829N.ppt2、變電站電壓無功綜合控制功能：兩種思路：一種在站控監(jiān)控系統(tǒng)加VQC軟件，一種是選用專用的電壓無功綜合控制裝置（有兩種：集中式，分散式），都必須考慮到如下條件：能自動(dòng)對(duì)變電站的運(yùn)行方式和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視并加以識(shí)別；對(duì)目標(biāo)電壓、電壓允許偏差范圍、功率因數(shù)的上下限能進(jìn)行靈活的整定；變壓器的分接頭控制和電容器組的投切考慮各種條件的限制；控制命令發(fā)出后應(yīng)能自動(dòng)檢驗(yàn)以確定動(dòng)作是否成功；若不成功，應(yīng)能做出相應(yīng)的處理，并具有詳細(xì)記錄；對(duì)變電站運(yùn)行狀況具有很強(qiáng)的監(jiān)測(cè)功能如：斷路器的狀態(tài)、變壓器分接頭的位置等；CC◆VQC的調(diào)節(jié)原理：UQ區(qū)域1區(qū)域2區(qū)域3區(qū)域7區(qū)域9區(qū)域8區(qū)域4區(qū)域5區(qū)域6◆電壓無功綜合控制條件和要求基本原則：先投切電容器、再調(diào)變壓器變壓器分接頭調(diào)整應(yīng)遵循以下條件和要求多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須保證同步調(diào)檔；確保有載調(diào)壓分級(jí)進(jìn)行，每次只能調(diào)一檔，前后兩次調(diào)檔應(yīng)有一定延時(shí)；檔位上下應(yīng)有限位措施；人工閉鎖或主變壓器保護(hù)動(dòng)作時(shí)閉鎖調(diào)擋；調(diào)檔命令發(fā)出后要進(jìn)行效驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)拒動(dòng)、滑檔閉鎖調(diào)檔機(jī)構(gòu)變壓器過負(fù)荷時(shí)應(yīng)自動(dòng)閉鎖調(diào)壓功能。電容器組的投切操作應(yīng)滿足以下條件和要求電容器組的投切應(yīng)實(shí)行輪原則，即保證最先投入者最先切除、最先切除者最先投入；電容器組輪換投切應(yīng)考慮運(yùn)行方式的影響，當(dāng)多臺(tái)主變壓器既有關(guān)聯(lián)又有獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)各自投入本身的電容器；人工投切的電容器組也應(yīng)參加排隊(duì)；變電站低壓側(cè)電壓過高或過低應(yīng)閉鎖電容器的投切；電容器檢修或保護(hù)動(dòng)作應(yīng)閉鎖投切；電壓、無功綜合控制閉鎖系統(tǒng)發(fā)生故障、變電站母線發(fā)生故障；變壓器發(fā)生故障、變壓器異常運(yùn)行；補(bǔ)償電容器本身發(fā)生故障；變壓器、電容器正常退出運(yùn)行；每次發(fā)出動(dòng)作命令后進(jìn)行校驗(yàn)，出現(xiàn)拒動(dòng)閉鎖；母線電壓太低時(shí)應(yīng)閉鎖調(diào)壓功能；變壓器的檔位已達(dá)極限或出現(xiàn)滑檔等；VQC功能的實(shí)現(xiàn)利用變電站監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)；利用集中式的VQC裝置實(shí)現(xiàn)；利用公用管理單元實(shí)現(xiàn)（如阿爾斯通等）；利用電容器保護(hù)監(jiān)控同VQC管理單元配合實(shí)現(xiàn)；電容器保護(hù)電容器保護(hù)主變壓器擋位VQC管理總線VQC設(shè)計(jì)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求：◆全面的數(shù)據(jù)采集（變壓器分接頭的位置、保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)等）◆適應(yīng)無人值班◆采樣精度及信號(hào)響應(yīng)速度快◆遙控、遙調(diào)的自動(dòng)返校執(zhí)行◆數(shù)據(jù)再處理能力強(qiáng)（對(duì)遙信取反等）◆保留手調(diào)功能電力系統(tǒng)電壓、無功綜合控制集中控制方式：由調(diào)度中心完成；分散控制方式：變電站獨(dú)立完成；關(guān)聯(lián)分散控制：由調(diào)度中心和變電站共同完成，實(shí)際電力系統(tǒng)無功優(yōu)化；3、微機(jī)防誤裝置微機(jī)“五防”包括：防止誤合、誤跳斷路器；防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)；防止帶電掛接地；防止帶接地線合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔等五個(gè)方面。其基本原理如下：五防計(jì)算機(jī)（防誤軟件）多功能適配器電腦鑰匙電編碼鎖開關(guān)編碼鎖掛式編碼鎖斷路器、電動(dòng)操作合隔離開關(guān)、電動(dòng)操作接地開關(guān)斷路器（閉鎖KK把手）隔離開關(guān)、接地開關(guān)、接地線、網(wǎng)門、柜門等操作機(jī)構(gòu)多功能適配器：存儲(chǔ)五防計(jì)算機(jī)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，當(dāng)機(jī)算機(jī)軟件遭破壞時(shí)，可以訊速恢復(fù)防誤系統(tǒng)；五防計(jì)算機(jī)：運(yùn)行微機(jī)防誤軟件；電編碼鎖：電腦鑰匙用于在操作過程中接收五防計(jì)算機(jī)發(fā)出的操作票，然后，按照操作票的內(nèi)容依次對(duì)編碼鎖進(jìn)行開鎖操作；電編碼鎖：電編碼鎖用于斷路器、電動(dòng)隔離開關(guān)和接地開關(guān)的閉鎖；電編碼鎖的工作原理：當(dāng)電編碼鎖串入到閉鎖設(shè)備的分合閘電氣操作回路時(shí)，在電氣原理上相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，由于原來的操作回路被斷開，因此操作前必須通過電腦鑰匙識(shí)別電編碼鎖編碼正確后，電腦鑰匙才接通操作回路進(jìn)行分合閘操作；掛式編碼鎖：掛式編碼鎖適用于隔離開關(guān)、接地開關(guān)、臨時(shí)接地線、網(wǎng)門、柜門等；開關(guān)編碼鎖：開關(guān)編碼鎖通過鎖住斷路器的“kk”把手實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的操作閉鎖。微機(jī)防誤裝置閉鎖實(shí)現(xiàn)方法設(shè)備閉鎖方法斷路器閉鎖采用電編碼鎖采用開關(guān)編碼鎖臨時(shí)接地線閉鎖線路側(cè)驗(yàn)電用于合線路側(cè)接地刀閘時(shí)需要驗(yàn)明對(duì)側(cè)無電后方允許操作；4、微機(jī)防誤系統(tǒng)同自動(dòng)化系統(tǒng)接口主要有兩種方案：獨(dú)立體系運(yùn)行；融入變電站自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控軟件；4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)防誤變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的微機(jī)防誤，主要是在監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)防誤；要實(shí)現(xiàn)完整的防誤，要求變電站自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控軟件必須具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓呒?jí)模塊和防誤規(guī)則庫（知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫）?；诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和防誤規(guī)則庫，可以生成操作票，實(shí)現(xiàn)模擬預(yù)演；如防誤規(guī)則如“若出線掛地線，則禁止合閘”;“若出線掛試驗(yàn)牌,則禁止合閘”等;5.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)具有微機(jī)五防功能,后,是否需要專用的微機(jī)五防裝置?有兩種處理思路:對(duì)于有人值班的變電所,在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下,可以單獨(dú)設(shè)立;對(duì)于無人值班的變電所,無需考慮;6、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的管理功能在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，管理人員綜合利用自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)的需求十分明顯：如開關(guān)動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)、斷路器開短容量統(tǒng)計(jì)，負(fù)荷分析等；7、高級(jí)分析功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、最?yōu)潮流、短路電流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)、無功優(yōu)化、網(wǎng)損優(yōu)化等8、其他功能提供保護(hù)定值管理功能提供擾動(dòng)后記憶（PDR）功能提供電量結(jié)算功能（另加）設(shè)備管理功能對(duì)象錄音功能自動(dòng)準(zhǔn)同期功能六、變電站自動(dòng)化間隔設(shè)備層變電站自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層設(shè)備的配置原則對(duì)于110kV及以下變電站自動(dòng)化系統(tǒng)：間隔層：宜選用“四合一”保護(hù)監(jiān)控裝置；110kV線路、主變壓器保護(hù)監(jiān)控宜組柜安裝，35kV/10kV/6kV保護(hù)監(jiān)控裝置宜安裝于開關(guān)柜上。220kV及以上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)：間隔層：220kV及以上宜選用保護(hù)監(jiān)控分開裝置；220kV線路、主變壓器保護(hù)監(jiān)控宜組柜安裝，35kV/10kV/6kV保護(hù)監(jiān)控裝置宜安裝于開關(guān)柜上；根據(jù)DL/T769-2001電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則對(duì)使用3-35kV微機(jī)保護(hù)裝置宜采用廠站自動(dòng)化一體化單元，即包含：保護(hù)、測(cè)量、控制、信號(hào)為一體的四合一單元；高壓變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)，因保護(hù)配置復(fù)雜及安全性的要求，保護(hù)監(jiān)控必須分離；七、通信網(wǎng)絡(luò)7.1、CAN總線7.1.1特點(diǎn)【1】支持任一種PC機(jī),直接構(gòu)成分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng);【2】符合ISO11898國際標(biāo)準(zhǔn)，CAN2．0PARTA規(guī)范;【3】可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)接點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其它接點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從,這一特點(diǎn)可以方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng);【4】網(wǎng)絡(luò)上接點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí)，滿足不同的實(shí)時(shí)要求,高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)最多可在134us內(nèi)得到傳輸;【5】采用非破壞性總線裁決技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送傳送信息時(shí)，低優(yōu)先級(jí)接點(diǎn)主動(dòng)停止發(fā)送，高優(yōu)先級(jí)接點(diǎn)不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),從而大大的節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間,尤其在網(wǎng)絡(luò)重載的情況下,不會(huì)出網(wǎng)絡(luò)癱瘓;【6】可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù);【7】直接通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM/5KBPS;【8】通訊速率最高可達(dá)1MBPS/40M;【9】網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)可達(dá)110個(gè);【10】采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)為八個(gè)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，重發(fā)時(shí)間短;【11】有自動(dòng)校驗(yàn)及檢錯(cuò)措施，保證數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低;未檢出的已損報(bào)文的剩余錯(cuò)誤概率為報(bào)文出錯(cuò)率的4.7*/10∧11;【12】采用廉價(jià)的雙絞線即可，無特殊要求;【13】接點(diǎn)在嚴(yán)重錯(cuò)誤情況下具有自動(dòng)關(guān)閉總線功能，切斷它與總線的聯(lián)系，保證總線上其它接點(diǎn)不受影響

【14】接口電路采用光電隔離，提高抗干擾能力及可靠性【15】CSMA/CD技術(shù)【16】主機(jī)通訊卡自動(dòng)完成通訊協(xié)議，同主機(jī)使用大容量雙端口RAM交換數(shù)據(jù)，不增加主機(jī)負(fù)擔(dān)7.1.2CAN總線的分層結(jié)構(gòu)遵循ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)模型,分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層;數(shù)據(jù)鏈路層邏輯鏈路子層接收濾波超載通知恢復(fù)管理媒體訪問控制層數(shù)據(jù)封裝/拆裝幀編碼(填充/解除填充)媒體訪問管理錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)/出錯(cuò)標(biāo)定應(yīng)答串行化/解除串行化物理層位編碼/解碼位定時(shí)/同步(驅(qū)動(dòng)器/接收器特性）故障界定總線故障管理監(jiān)控器7.2以太網(wǎng)（1）概述以太網(wǎng)（Ethernet）的名稱是由加利福尼亞Xenx公司的Parc研究中心的BobMetcalfe于1973年5月首次提出的。利用以太局域網(wǎng)使許多計(jì)算機(jī)之間能夠進(jìn)行通信和信息共享，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面最主要的變化。發(fā)展到今天，以太網(wǎng)是使用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，在所有的網(wǎng)絡(luò)連接中，80％都是基于以太網(wǎng)的。（2）擴(kuò)展性好以太網(wǎng)傳輸速度有10MbpS系統(tǒng)、100MbpS系統(tǒng)及1000MbpS系統(tǒng)；當(dāng)從10MbpS系統(tǒng)提高至100010MbpS系統(tǒng)時(shí)，可以直接互聯(lián)，擴(kuò)展非常容易；（3）可靠性高以太網(wǎng)是一種可靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它使用的是一種很簡單的，但又很可靠的傳輸機(jī)制，這種傳輸機(jī)制每天在世界范圍的各個(gè)站點(diǎn)之間可靠地傳輸數(shù)據(jù)。近期以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展，使其作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)已開始得到應(yīng)用。（4）成本低以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了一個(gè)巨大的而又充滿競爭的以太網(wǎng)市場，并導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格的進(jìn)一步下降。市場上有許多價(jià)格合理的以太網(wǎng)部件供人挑選。（5）網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)開發(fā)出大量的以太網(wǎng)管理和故障排除工具是以太網(wǎng)被廣泛接受的另一個(gè)重要原因。基于標(biāo)準(zhǔn)的管理工具，使網(wǎng)絡(luò)管理員能在中心站點(diǎn)管理以太網(wǎng)的所有設(shè)備。內(nèi)嵌在以太網(wǎng)中繼器、交換式集線器和計(jì)算機(jī)接口中的網(wǎng)絡(luò)管理功能提供了強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障排除能力。（6）多播地址和廣播地址多播地址（multicastaddress）允許各站點(diǎn)接收同一個(gè)以太網(wǎng)信息幀。網(wǎng)絡(luò)軟件可以設(shè)置站點(diǎn)的以太網(wǎng)接口以監(jiān)聽特定的多播地址，這就使一組站點(diǎn)能夠被合并成一個(gè)具有特定多播地址的多播組。一個(gè)發(fā)往這個(gè)多播地址的包就能夠被該組中所有的站點(diǎn)接收。多播地址的一個(gè)特例是廣播地址（broadcastaddress）。（7）CSMA/CD協(xié)議CSMA/CD協(xié)議工作起來有點(diǎn)象在黑屋子里舉行的晚餐會(huì)，參加者只能互相聽到別人的聲音。桌旁的每個(gè)人在說話前必須先傾聽，以便等到一段安靜的時(shí)間（載波偵聽）。一旦出現(xiàn)安靜的時(shí)間，則每個(gè)人都有平等的機(jī)會(huì)話（多重訪問）。如果兩個(gè)人在同一時(shí)刻開始說話，他們就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一情況，并停止講話（沖突檢測(cè)）。（8）沖突如果不止一個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在以太網(wǎng)信道上傳輸數(shù)據(jù)，信號(hào)就會(huì)發(fā)生沖突。沖突是以太網(wǎng)中很普通的事件，它只表示CSMA/CD協(xié)議按設(shè)計(jì)在正常地工作著，但沖突會(huì)很快地被解決。例如，在一個(gè)典型的10MbpS以太網(wǎng)上，CSMA/CD協(xié)議的設(shè)計(jì)保證了大部分沖突都可在微秒即百萬分之一秒內(nèi)被解決，以太網(wǎng)接口回退（等待）幾微秒，然后自動(dòng)地重新傳送幀。只有在傳送嘗試通至ｕｌ６次連續(xù)的沖突后，接口才會(huì)最終丟棄以太網(wǎng)幀。這種情況只有在以太網(wǎng)信道過載很長一段時(shí)間或網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)才會(huì)發(fā)生。（9）如何避免沖突以太網(wǎng)具有較高的帶寬，但由于其協(xié)議為CSMA/CD方式，故當(dāng)帶寬占用率過高時(shí)可能會(huì)引起沖撞而降低通過率。由于這種技術(shù)特點(diǎn)，當(dāng)帶寬占用率低于37％時(shí)，可以基本避免沖撞，充分滿足實(shí)時(shí)要求。

應(yīng)用層7654321

控制與信息協(xié)議

CIP表示層

會(huì)話層傳輸層UDPTCP網(wǎng)絡(luò)層

IP數(shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)媒體訪問控制物理層以太網(wǎng)物理層OSI模型Ethernet/IP模型八、自動(dòng)化系統(tǒng)有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

1、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng):性能要求GB/T17463-19982、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng):工作條件電源和電磁兼容性GB/T15153.1-19983、遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件DL/T13729-924、地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件DL/T13730-925、基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)DL/T634-1997=IEC60870－5－101:1995

6、電力系統(tǒng)電能累計(jì)量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)DL/T719-2000=IEC60870－5－102:19967、繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999=IEC60870－5－103:19978、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)：傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870－5－104:2000＝DL/T634.5104-20029、循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約CDT:DL451-9110、其他規(guī)約u4F、DNP3.0、Moubus等；11、遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件DL/T13729-92九、系統(tǒng)檢測(cè)報(bào)告舉例十、通信協(xié)議1、概述隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，互相滲透和結(jié)合，形成了信息技術(shù)的革命，其中一個(gè)重要的方面是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展為各行各業(yè)提供了廣泛的信息服務(wù)，共享計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的資源，以及在網(wǎng)中交換信息，就需要實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)中的實(shí)體的通信，一般說來實(shí)體是能發(fā)送和接收信息的任何東西，而系統(tǒng)是物理上明顯的物體，它包含一個(gè)或多個(gè)實(shí)體，兩個(gè)實(shí)體要想成功地通信，它們必須具有同樣的語言，交流什么，怎樣交流及何時(shí)交流，都必須遵從有關(guān)實(shí)體間某種互相都能接受的一些規(guī)則，這些規(guī)則的集合稱為協(xié)議，它可以定義為在兩實(shí)體間控制數(shù)據(jù)交換的規(guī)則的集合。由于不同系統(tǒng)中的實(shí)體間通信的任務(wù)十分復(fù)雜，相互不可能作為一整體來處理。一種替代的辦法是使用結(jié)構(gòu)式的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，用分層或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的協(xié)議集合，較低級(jí)別的，更原始的功能在較低級(jí)別的實(shí)體上實(shí)現(xiàn)，而它們又向較高級(jí)別的實(shí)體服務(wù)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS0在1977年建立了一個(gè)委員會(huì)來專門研究這樣一種體系結(jié)構(gòu)，提出了開放系統(tǒng)互連OSI模型，OSI采用分層的結(jié)構(gòu)化技術(shù)，模型共有七層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。l

物理層：1.提供為建設(shè)維護(hù)和撤除物理鏈路所需的機(jī)械的.電氣的.功能的和規(guī)程的特性.2.有關(guān)在物理鏈路上傳輸非結(jié)構(gòu)的位流以及故障檢測(cè)指示l

數(shù)據(jù)鏈路層：1.在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體間提供傳送輸數(shù)據(jù)的功能和過程。2.提供數(shù)據(jù)鏈路的流控。3.檢測(cè)和較正物理鏈路產(chǎn)生的差錯(cuò)。l

網(wǎng)絡(luò)層：1.控制分組傳送系統(tǒng)的操作，即路由選擇、擁擠控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能，它的特性對(duì)高層是透明的。2.根據(jù)傳送層的要求來選擇服務(wù)質(zhì)量。3.向傳送層報(bào)告未恢復(fù)的差錯(cuò)。l傳送層：1.提供建立、維護(hù)和拆除傳送連接的功能。2.選擇網(wǎng)絡(luò)層提供的最合適的服務(wù)。3.在系統(tǒng)之間提供可靠的數(shù)據(jù)傳送，提供端到端的錯(cuò)誤恢復(fù)和流控制。l

會(huì)話層：1.提供兩個(gè)進(jìn)程之間建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能。2.提供交互會(huì)話的管理功能，有三種數(shù)據(jù)流方向的控制模式，即一路交互、兩路交替和兩路同時(shí)會(huì)話模式l

表示層：1.代表應(yīng)用進(jìn)程協(xié)商數(shù)據(jù)表示。2.完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、格式化和文本壓縮。

l

應(yīng)用層：提供OSI用戶服務(wù)，例如事務(wù)處理程序、文件傳送協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理等。協(xié)議的關(guān)鍵成分是：1.語法（包括數(shù)據(jù)格式，編碼及信號(hào)電平等）2.語義（包括用于協(xié)調(diào)和差錯(cuò)處理控制信息）3.定時(shí)（包括速度迅配和排序）由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)行業(yè)中深入的應(yīng)用，從90年代以來，國際電工委員會(huì)TC－57技術(shù)委員會(huì)為適應(yīng)電力系統(tǒng)(包括EMS,SCADA和配電自動(dòng)化系統(tǒng))及其公用事業(yè)的需求，以開放系統(tǒng)互連OSI模型為基礎(chǔ),根據(jù)電力系統(tǒng)要求在有限傳輸帶寬下需要特別短的反應(yīng)時(shí)間,滿足實(shí)時(shí)性要求的特點(diǎn),采用了增強(qiáng)性能結(jié)構(gòu)模型,這種模型僅用三層(物理層.鏈路層.應(yīng)用層),制定了一系列遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約的基本標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)稱IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議共分5篇：第一篇：傳輸幀格式（IEC60870-5-1標(biāo)準(zhǔn)）第二篇：鏈路傳輸規(guī)則（IEC60870-5-2標(biāo)準(zhǔn)）第三篇：應(yīng)用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu)（IEC60870-5-3標(biāo)準(zhǔn)）第四篇：應(yīng)用數(shù)據(jù)的定義和編碼（IEC60870-5-4標(biāo)準(zhǔn)）第五篇：基本應(yīng)用功能（IEC60870-5-5標(biāo)準(zhǔn)）IEC60870-5系列涵蓋了各種網(wǎng)絡(luò)配置（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多點(diǎn)共線，多點(diǎn)環(huán)型，多點(diǎn)星形），各種傳輸模式（平衡式，非平衡式），網(wǎng)絡(luò)的主從傳輸模式和網(wǎng)絡(luò)的平衡傳輸模式，電力系統(tǒng)需要的應(yīng)用功能和應(yīng)用信息，是一個(gè)完整的集合，可以適應(yīng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡(luò)配置和各種傳輸模式的需要。為了在兼容的設(shè)備之間達(dá)到互換的目的，國際電工委員會(huì)在IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各種應(yīng)用情況下的不同要求制定了一系列的配套標(biāo)準(zhǔn)。1.IEC60870-5-101基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)的配套標(biāo)準(zhǔn)（1995年）（通常所說的101規(guī)約）2.IEC60870-5-101得到了廣泛應(yīng)用以后，為適應(yīng)以太網(wǎng)傳輸，制定了IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備與系統(tǒng)（104規(guī)約）3.IEC60870-5-103繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)（103規(guī)約）。2.CDT、101、104、103四種協(xié)議比較：一、不同的通信實(shí)體CDT、101、104協(xié)議定義的兩個(gè)實(shí)體是一樣的，它們是電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（調(diào)度主站）與遠(yuǎn)動(dòng)終端（變電站、配電所）兩個(gè)實(shí)體之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的所依據(jù)的準(zhǔn)則。103是在一個(gè)變電站內(nèi)繼電保護(hù)設(shè)備與監(jiān)視控制系統(tǒng)（綜合自動(dòng)化系統(tǒng)）這兩個(gè)實(shí)體之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換所依據(jù)的準(zhǔn)則,是變電站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。二、分層的結(jié)構(gòu)化技術(shù)101、104、103都采用了通信體系分層結(jié)構(gòu)化技術(shù)，對(duì)物理層、鏈路層、應(yīng)用層,用戶進(jìn)程作了大量具體的規(guī)定和定義。三、電力通信的國際標(biāo)準(zhǔn)化101、103、104協(xié)議的制定更多是為了適應(yīng)電力系統(tǒng)(包括EMS,SCADA和配電自動(dòng)化系統(tǒng))通信國際標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一，這些電力通信標(biāo)準(zhǔn)又遵循了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。3.CDT、101(104)二類協(xié)議比較：CDT、101、104同屬遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約1.

CDT規(guī)約屬于電力部頒規(guī)約：l適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它具有數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則簡單，國內(nèi)應(yīng)用比較普及。l能夠滿足電網(wǎng)調(diào)度安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求：l

傳送的信息容量有限（如：遙信不能多于512個(gè)，遙測(cè)不能多于256個(gè)）。l數(shù)據(jù)差錯(cuò)處理的控制方法比較簡單，電網(wǎng)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。l

通信未采用分層的結(jié)構(gòu)化技術(shù).l不符合國際標(biāo)準(zhǔn)，電力行業(yè)與國際接軌存在困難。2.101和104屬于國際電工委員會(huì)制定的遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約：l應(yīng)用面廣，適用于多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多點(diǎn)共線，多點(diǎn)環(huán)型，多點(diǎn)星形).

l數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜萘亢头绞降玫搅藬U(kuò)展(如：一個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)單元(遙信數(shù)1024個(gè)，遙測(cè)數(shù)量512個(gè)),一個(gè)站可以有幾個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)單元)。l能很好地處理數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)檢測(cè)和校正，保證了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。l

通信采用分層的結(jié)構(gòu)化技術(shù).l

符合國際標(biāo)準(zhǔn),電力行業(yè)與國際接軌容易.3.101和104區(qū)別l104是101的應(yīng)用層與TCP/IP傳輸功能的結(jié)合.l104在TCP/IP的框架內(nèi),可以運(yùn)用不同的網(wǎng)絡(luò)類型,FR(幀中繼),ATM(異步傳輸模式)和ISDN(綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))

通過對(duì)規(guī)約的產(chǎn)生,發(fā)展和演變過程進(jìn)行分析,我們不難發(fā)現(xiàn)，101.104.103是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與電力通信相結(jié)合的產(chǎn)物,它不僅僅是在兼容設(shè)備之間達(dá)到互換而制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，更重要的是體現(xiàn)了我國的電力行業(yè)正在加快與國際合作,國際接軌,以此推動(dòng)電力事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的思想.4、遠(yuǎn)動(dòng)接口CDT、101均為串口；104為以太網(wǎng)接口；十一、監(jiān)控系統(tǒng)指標(biāo)

1 系統(tǒng)可用＞99.99％ 2 系統(tǒng)平均無故障時(shí)間（MTBF） ＞50000小時(shí) 2.1.I/O單元平均無故障時(shí)間（MTBF） ＞50000小時(shí) 2.2.外部設(shè)備平均無故障時(shí)間（MTBF） ＞50000小時(shí) 2.3.各設(shè)備單元平均維修保養(yǎng)時(shí)間(MTTR) <3.5小時(shí) 3.遙測(cè)精度電流、電壓，直流測(cè)量誤差 1.0％

有功、無功功率誤差1.0％ 頻率精度 0.01HZ4.數(shù)據(jù)更新時(shí)間狀態(tài)變化位置≤2s重要遙測(cè)量更新 ≤2s 一般遙測(cè)量更新≤3s 次要遙測(cè)量更新 ≤5s

5.站內(nèi)時(shí)間順序記錄分辨率（SOE）≤2ms 6.畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間 ≤1S 7.畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新周期 1-60S

8.告警產(chǎn)生時(shí)間 ＜1S 9.控制命令（遙控）傳送至主站的時(shí)間＜1

10.控制命令（遙調(diào)）傳送至主站的時(shí)間＜1S11.開關(guān)量變位傳送至主站的時(shí)間 ＜1

12.遙測(cè)量越區(qū)傳送時(shí)間 ＜2

13.遙控正確率 100％ 14.遙信正確率 100％

15.同遠(yuǎn)動(dòng)相連規(guī)約 CDT/101/104 16.遠(yuǎn)動(dòng)傳送速度（MODEM速率）300-9600bps17.遠(yuǎn)動(dòng)通訊介質(zhì)光纖/雙絞線/載波18.監(jiān)控網(wǎng) 正常情況下 ≤25% 19.負(fù)載率

電力系統(tǒng)故障情況下 ≤50% 20.監(jiān)控站正常情況下 ≤20% CPU負(fù)載率 電力系統(tǒng)故障情況下≤40% 21.事故追憶 事故前30s，事故后1min十二、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模擬數(shù)據(jù)庫

歷史數(shù)據(jù)庫典型操作票管理系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)發(fā)圖形編輯典型票所用票

操作界面（操作票）歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)

事件記錄庫一次數(shù)據(jù)處理二次數(shù)據(jù)處理運(yùn)行方式及防誤操作界面（系統(tǒng)告警）數(shù)據(jù)裝載歷史數(shù)據(jù)記錄

原始采樣庫

系統(tǒng)定義庫網(wǎng)絡(luò)任務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)通信管理遙控操作

操作票檔案庫系統(tǒng)簡介---實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡介---實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)1.操作系統(tǒng)軟件一般選用WINDOWS系列2.數(shù)據(jù)庫：開放數(shù)據(jù)庫，可采用任意一種支持SQL查詢語言的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；3.選用其他操作系統(tǒng)如：UNIX,Linux;

第十三、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型原則