0 引言 　　銀田35kV變電站采用的JD2000綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，具有3個(gè)主要特點(diǎn)：基于數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線式控制系統(tǒng)；面向一次設(shè)備的一體化分層分布式設(shè)計(jì)思想；靈活豐富的硬、軟件組態(tài)功能。JD2000系統(tǒng)采用了多項(xiàng)新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，綜合了國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)研究的新成果及算法，形成了新一代變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。 [b]1 功能概述 [/b]　　本系統(tǒng)的基本任務(wù)是：將變電站運(yùn)行的狀態(tài)信息，迅速、準(zhǔn)確、全面地進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能，且把相關(guān)信息可靠地傳送到縣調(diào)主站端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式在圖形顯示終端上顯示，將處理和運(yùn)算的結(jié)果及時(shí)告知調(diào)度員，以便及時(shí)作出有關(guān)決策或采取相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班要求。為此本系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)采集、繼電保護(hù)、開(kāi)關(guān)遙控、事故追憶和事件順序記錄、人機(jī)對(duì)話、語(yǔ)言報(bào)警等功能。 　　1.1 數(shù)據(jù)采集 　　本系統(tǒng)能對(duì)銀田變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)、事故處理。 　　1.2 繼電保護(hù)功能 　　實(shí)現(xiàn)10kV線路的速斷、限時(shí)速斷、過(guò)流的三段式電流保護(hù)，三相一次重合閘及后加速；主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的三段式電流保護(hù)等。 　　1.3 遙控操作 　　利用縣調(diào)顯示器上的顯示畫(huà)面，直接選擇控制操作對(duì)象，進(jìn)行遙控操作。操作員設(shè)置操作員口令字后，系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行返送校核操作，然后方可進(jìn)行實(shí)際操作，力保控制操作正確無(wú)誤。 　　1.4 事故處理 　　事故發(fā)生時(shí)，縣調(diào)終端顯示器上及時(shí)推出相應(yīng)事故廠站畫(huà)面，顯示事故發(fā)生的時(shí)間、事故的名稱、狀態(tài)、事故電流數(shù)值；并且根據(jù)事故的性質(zhì)產(chǎn)生事故報(bào)警音響或預(yù)告報(bào)警音響；同時(shí)還將事故記錄下來(lái)便于日后查詢。 　　1.5 廣播時(shí)鐘 　　由縣調(diào)向銀田變各單元箱廣播時(shí)鐘，使系統(tǒng)時(shí)鐘取得一致，避免在事故處理、事件順序記錄等方面因主、分站的時(shí)間誤差而發(fā)生錯(cuò)誤。本系統(tǒng)每5min向各單元箱廣播1次。 2 主要技術(shù)特點(diǎn) 　　2.1 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　系統(tǒng)采用模塊化、分層分布式開(kāi)放結(jié)構(gòu)，確保各控制保護(hù)功能的可靠性與可升級(jí)性。 　　該綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分全站控制級(jí)（站控層）和現(xiàn)地控制級(jí)（間隔層）2層結(jié)構(gòu)，2層之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。本系統(tǒng)在功能分配上采用盡量下放的原則，凡是在現(xiàn)地控制級(jí)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能絕不依賴通訊網(wǎng)。即使在通訊網(wǎng)完全退出的情況下，各子系統(tǒng)繼續(xù)完成本間隔保護(hù)、測(cè)量和顯示，同時(shí)開(kāi)關(guān)的操作可由站內(nèi)保留的簡(jiǎn)易手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)進(jìn)行。 　　如系統(tǒng)配置圖1所示，整個(gè)變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常清晰，所有設(shè)備僅由微機(jī)線路保護(hù)測(cè)控單元、微機(jī)主變保護(hù)測(cè)控單元等組成，面向設(shè)備的交流采樣微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置等構(gòu)成現(xiàn)地控制級(jí)，由遠(yuǎn)方縣調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全站集中控制。2級(jí)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。 　　2.2 面向一次設(shè)備的一體化綜合保護(hù)測(cè)控裝置 　　所謂一體化裝置，就是將一次設(shè)備某一間隔單元的保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊等功能集中在一個(gè)微機(jī)裝置內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的軟硬件的通用性和靈活性，實(shí)現(xiàn)資源共享,綜合利用,以達(dá)到提高效率、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的要求。 　　各間隔單元的硬件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、互換性好，采用匯編語(yǔ)言編程，軟件實(shí)現(xiàn)模塊化、結(jié)構(gòu)化、組態(tài)化，保護(hù)功能主要由CPU所運(yùn)行的軟件決定，而為軟件提供運(yùn)行平臺(tái)的硬件系統(tǒng)都相同。 　　以銀田35kV站為例，其10kV出線保護(hù)測(cè)控裝置具有以下功能： 　　a.本線路有關(guān)模擬量IA，IB，IC，Ua，Ub，Uc和有關(guān)開(kāi)關(guān)量的采集。 　　b.正常運(yùn)行時(shí)本線路電流、電壓及功率的計(jì)算。 　　c.各種保護(hù)功能如速斷、過(guò)流、重合閘及低周減載等。 　　d.電能脈沖計(jì)量功能。 　　e.經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸各種測(cè)量計(jì)算結(jié)果及開(kāi)關(guān)變位、保護(hù)動(dòng)作報(bào)告及信息存儲(chǔ)。 　　f.接受遠(yuǎn)方縣調(diào)下達(dá)的斷路器分合閘操作命令等。由于裝置集成度的提高及CPU功能的增強(qiáng)，該裝置只有6種模件：交流模件、保護(hù)CPU模件、邏輯模件、出口模件、電源模件、人機(jī)對(duì)話通訊模件、底板。這給生產(chǎn)和調(diào)試帶來(lái)了方便。 　　2.2.1 交流量輸入插件 　　該插件用于將系統(tǒng)電壓互感器、電流互感器的二次側(cè)強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào)，電流量、電壓量經(jīng)電流互感器變?yōu)樾‰娏餍盘?hào)，再經(jīng)電壓形成回路變?yōu)殡妷毫浚?jīng)低通濾波和限幅后輸出。同時(shí)有電磁隔離的抗干擾作用。本模件使用進(jìn)口大電流端子，可有效防止TA回路開(kāi)路，能帶電插拔。 　　2.2.2 保護(hù)CPU模件 　　該模件是一個(gè)完整的微機(jī)系統(tǒng)。主要功能：12路開(kāi)關(guān)量輸入、8路開(kāi)關(guān)量輸出、14路模擬量輸入、串行口通信功能、頻率跟蹤功能、“看門狗”自復(fù)位功能。結(jié)構(gòu)如圖2所示。 　　輸入模擬量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由微機(jī)處理器進(jìn)行運(yùn)算并與定值比較，當(dāng)某項(xiàng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，則通過(guò)I/O口驅(qū)動(dòng)信號(hào)、出口回路。 　　該模件具有完整、嚴(yán)格的抗干擾措施： 　　a.可抑制由電源線串入的干擾。 　　b.采用MAXIM公司電源管理及“看門狗”芯片，結(jié)合80C196芯片自身的監(jiān)視定時(shí)器，使CPU在電源電壓不穩(wěn)、強(qiáng)大電磁干擾下程序出格、硬件損壞等情況下，能夠復(fù)位CPU，使之恢復(fù)正常。同時(shí)閉鎖保護(hù)出口電源，在連續(xù)復(fù)位失敗時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。 　　c.軟件具有完善的動(dòng)態(tài)自檢功能，保護(hù)運(yùn)行時(shí)定時(shí)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、定值存貯器、出口驅(qū)動(dòng)光耦等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)故障可及時(shí)報(bào)警，并閉鎖保護(hù)出口電源。2.2.3 電源模塊 　　本模件為逆變電源，輸入的直流220V電壓首先通過(guò)一濾波回路，濾除高頻干擾量后再引入；提供不共地的+24V，+5V及±15V3組保護(hù)用電源；且采用浮空方式，與外殼不相連。同時(shí)提供1副常閉接點(diǎn)作電源電壓降低或消失信號(hào)用；具有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)功率保護(hù)等。 　　2.2.4 人機(jī)對(duì)話模件（通訊、顯示面板） 　　該模件主要完成保護(hù)CPU信息的集中與人機(jī)對(duì)話功能，具有鍵盤接口、液晶顯示、收集CPU模件信息、人機(jī)對(duì)話功能、串行通訊接口、本地時(shí)鐘功能、“看門狗”自復(fù)位功能。 　　2.2.5 邏輯板 　　為保護(hù)CPU板出口，具有防止誤動(dòng)作的起動(dòng)繼電器、可實(shí)現(xiàn)模件當(dāng)?shù)貜?fù)歸及遙控復(fù)歸功能，當(dāng)裝置軟硬件故障時(shí)能閉鎖裝置出口并告警，具有保護(hù)及遙控跳合閘出口的中間繼電器等。 　　2.2.6 出口模件 　　提供斷路器的控制操作出口，具備完備的防跳功能和斷路器位置指示功能，容易實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厥謩?dòng)操作。 　　2.2.7 底板 　　實(shí)現(xiàn)單元箱各模件之間的連接及裝置的輸入輸出。 　　2.3 繼電保護(hù)功能相對(duì)獨(dú)立 　　 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性，本系統(tǒng)繼電保護(hù)按保護(hù)對(duì)象獨(dú)立設(shè)置，直接由相關(guān)的TV及TA輸入電氣量，動(dòng)作后由接點(diǎn)輸出，直接操作相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。 　　裝置內(nèi)保護(hù)功能采用中斷方式完成，其優(yōu)先級(jí)最高，其它功能只是利用正常運(yùn)行時(shí)CPU大量的空閑時(shí)間來(lái)完成。保護(hù)電流量取自保護(hù)專用的TA，以保證在線路故障下較大的電流動(dòng)態(tài)范圍。保護(hù)動(dòng)作后通過(guò)站內(nèi)數(shù)字通訊網(wǎng)向系統(tǒng)提供報(bào)告，但保護(hù)功能完全不依賴通訊網(wǎng)，即使網(wǎng)絡(luò)失效后，各子系統(tǒng)的保護(hù)功能仍能獨(dú)立運(yùn)行。 　　2.4 站內(nèi)通訊網(wǎng) 　　 對(duì)于分層分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要基于以下幾個(gè)考慮：網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通訊介質(zhì)和媒介占有控制方式。本系統(tǒng)采用國(guó)際上最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線LonWorks網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)LonWorks網(wǎng)絡(luò)將各子系統(tǒng)連接起來(lái)，遠(yuǎn)方縣調(diào)與本地系統(tǒng)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接，接收調(diào)度指令，向上傳送實(shí)時(shí)遙測(cè)量、遙信量以及事件順序記錄，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方調(diào)度及無(wú)人值守功能；支持CDT或polling規(guī)約；站內(nèi)通訊媒介選用屏蔽雙絞線，整個(gè)站內(nèi)通訊網(wǎng)，連接簡(jiǎn)單、可靠、清晰、實(shí)時(shí)性和抗干擾能力強(qiáng)。 　　2.5 完善的遠(yuǎn)動(dòng)功能 　　該系統(tǒng)提供了完善的遠(yuǎn)動(dòng)功能，使縣調(diào)能及時(shí)收集實(shí)時(shí)運(yùn)行資料，其遙測(cè)、遙信、遙控及遙調(diào)功能顯著地提高了實(shí)時(shí)調(diào)度效率。 　　遠(yuǎn)動(dòng)功能經(jīng)智能接口單元（通信管理機(jī)）完成。在執(zhí)行遙測(cè)、遙信功能時(shí)，通過(guò)現(xiàn)地通信網(wǎng)收集實(shí)時(shí)信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整理、打包、上傳至縣調(diào)度所，在執(zhí)行遙控功能時(shí)，將接收到的調(diào)度所控制或調(diào)度命令，通過(guò)現(xiàn)地通信網(wǎng)下傳到各單元完成。 　　2.6 系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 　　采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各保護(hù)測(cè)控單元均相對(duì)獨(dú)立是提高可靠性的重要因素，即使在通訊網(wǎng)完全退出的情況下，各間隔都能保證正常工作，特別是繼電保護(hù)這一重要功能完全獨(dú)立，從而保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 　　設(shè)計(jì)上采用冗余與閉鎖相結(jié)合的原則，在軟硬件設(shè)計(jì)中采用了防誤操作等措施。保留了簡(jiǎn)易強(qiáng)電控制回路等人工操作環(huán)節(jié)，在微機(jī)和通訊系統(tǒng)萬(wàn)一失效時(shí)，仍可進(jìn)行人工操作。 　　軟件設(shè)有開(kāi)關(guān)量變位消抖時(shí)間可調(diào)的功能，防止信號(hào)回路接觸不良引起的抖動(dòng)及電磁干擾影響。 　　交流采樣采用動(dòng)態(tài)頻率跟蹤技術(shù)，減小了由于頻率變化帶來(lái)的測(cè)量誤差。 　　采用信號(hào)隔離和濾波技術(shù)，過(guò)電壓浪涌抑制，防雷擊等一系列抗干擾措施，保證系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。裝置有熱恢復(fù)功能和斷電保護(hù)措施，出現(xiàn)死鎖和斷電不會(huì)丟失內(nèi)存已有的累計(jì)數(shù)據(jù)和重要的生成數(shù)據(jù)，自恢復(fù)時(shí)開(kāi)關(guān)變位信息能反應(yīng)開(kāi)關(guān)實(shí)際位置，不會(huì)將錯(cuò)誤開(kāi)關(guān)位置信息上傳調(diào)度，以上措施均提高了系統(tǒng)可靠性水平。 3結(jié)語(yǔ) 　　該系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)和圖形顯示及電力專業(yè)技術(shù)相結(jié)合的分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由于在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上采用了當(dāng)今國(guó)際上的新技術(shù)，使該系統(tǒng)組態(tài)靈活、可擴(kuò)充性好、可靠性高、功能完善，是當(dāng)今變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)際運(yùn)行表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。