基于区域通信链接图分析五防与自动化通信中的问题

徐海斌

（上海市电力工程建设监理有限公司，上海 200233）

1 两种接线方式

目前，变电站内五防系统与自动化系统的通信方式，分为大五防系统和不带大五防系统两种接线方式，如图1所示。

图1 五防系统与自动化系统的通信方式

1）不带大五防系统 对于集控站的本地五防系统，需要具备所有受控站的五防功能，即在集控站遥控时，受控站接受带有集控五防系统许可的遥控命令进行遥控操作，不涉及受控站本地的五防系统。对于在受控站遥控而言，两者没有区别。

2）大五防系统 通过网络方式与各站的五防系统连接。如果站内带有大五防系统，则各站（含集控站）只要具备本站的五防功能即可。集控站遥控时，通过大五防系统访问受控站五防机，并进行预演和遥控许可。受控站接受集控站的遥控命令和本地五防系统的许可命令后，方可遥控操作。

2 存在问题

2.1 不带大五防系统

图1中的小区域部分（受控站自动化部分＋本站五防系统），在目前的通信方式中，需要认真分析区域内的受控站、集控站、500kV站以及独立站在通信机制方面是否可靠，监控通信状态的功能是否具备，通信机制和通信方式能否实现五防闭锁的要求等问题。

1）通信机制 目前，自动化和本地五防系统之间，普遍采用串口通信的方式。考虑到通信的可靠性和五防自动化之间通信的双向性，必须配置2根串口线，并带有可双工传输的通信规约。而目前通信缺少双重配置，显然是不可靠的。

2）值班人员单独操控界面的功能 目前，除了极个别站外，值班人员没有一个可以操控的界面用以监控当前的五防和自动化通信状态。建议采用ONLINE信号或者通信灯（软界面）的方式，增设一个值班人员可以监控的信号来表示目前的串口通信状态。

3）实现五防闭锁的功能 要实现五防闭锁的功能，自动化系统和五防系统之间的通信方式，必须是双向的。也就是说，自动化系统传送给五防系统当前站内的开关刀闸位置信号，而五防系统则通过接受自动化传送的信号并加以判断，再传送给自动化系统遥控许可信号。并通过当前工作票的顺序，进行编码以控制设备上的五防锁，实现双重的闭锁控制。这就要求自动化系统和五防系统间的通信规约和通信机制必须支持双工传输。传统的单向CDT规约和232接口是不能实现这种功能的。这就要求在实现五防自动化连接时，必须对连接通信的规约和机制加以约定，并按照此类规定来施工和验收。

2.2 大五防系统

2.2.1 可靠性问题

图1中的大区域部分（本站五防系统＋大五防系统＋本站五防系统）存在以下问题。

1）如果集控站五防系统损坏或者集控站五防与自动化系统失去链接，则会影响集控站遥控本站的操作，而不影响受控站的遥控操作。如果不带大五防系统，则会影响到集控站遥控所有受控站的操作，这显然是大五防系统的一个好处。

2）如果受控站五防系统损坏或者受控站五防系统与自动化部分失去链接，则会影响集控站和受控站的遥控操作。倘若不带大五防系统，则不会影响集控站对受控站的遥控操作，这显然是大五防系统的一个死区。

3）如果大五防系统的主机损坏，则会影响到相关的所有遥控操作。

4）如果大五防系统与各站五防系统之间的网络链接中断，则会影响到相关站的遥控操作（包括集控站对它的操作）。

综上所述，大五防系统的意义在于把各站独立化，并把通信从传统的MODEM专用通道中释放出来，加入了网络通信的概念。但是其中的不可靠区域还是有的，除了要考虑到大五防系统主机本身的可靠性和网络通信的安全性外，还得重视图1中的交界区域，即如果各站的五防系统与自动化系统间通信中断时，会影响到该站的遥控操作，而大五防系统影响面更广，带有遥控许可的五防系统影响后果更为严重。而单独的串口通信是不可靠的，即使是双重化的串口配置，就双工通信而言，每条串口线只负责发信或者只负责收信也是不可靠的。

2.3 事故预案

由于通信机制存在隐患，就目前的通信状态来说，通信系统出现问题以后是否有应急处理的方案，或者说是否有快速处理事故的应急预案，显得十分重要。

一则，目前急需增加运行人员可以操控的界面，用以实时监控通信状态。二则，当通信出现问题而不能立刻恢复时，五防系统就自动化而言，其意义只是预演机，即五防系统通过接受自动化的刀闸开关信号来控制设备五防锁，而不影响自动化遥控。也就是说一旦通信中断，需要五防系统有一个备用方案，比如以人工置位的方式来控制五防锁，这就要求在操作过程中需要人工确认设备位置。再者，如果五防系统对自动化带有闭锁信号，那么在通信中断后，影响的不仅仅是五防锁，还会影响到自动化系统的遥控操作，在这种情况下，则要求自动化系统也有备用方案。如果不放弃遥控方式，则需要在前置部分有人工对五防闭锁信号置位的功能，但是目前没有把这项功能列入自动化验收范围内，或者说没有明文规定。

3 五防通信方式

方式一 变电站自动化系统采用北京电科院EPIA2000系统。五防屏均带屏控功能。自动化五防系统采用双路串口通信，分别走双向CDT规约和101规约。CDT规约负责自动化向五防传输刀闸开关位置信号，并负责五防向自动化传输遥控许可信号。101规约负责五防屏的屏控功能数据下传功能。如果101规约串口线通信中断，则会影响到五防屏遥控设备，如果扩展双向CDT规约串口通信中断，则不仅会影响屏控，更会影响到五防系统对自动化系统的遥控许可和五防系统自身刀闸开关位置的确认，导致后台遥控功能不能执行，显然扩展CDT规约串口线更为重要，但是没有配备双重化。

方式二 变电站自动化系统采用惠安公司POWERCOM2000系统，五防屏带有屏控功能。自动化系统和五防系统采用双路串口通信，分别走单向CDT规约和101规约。CDT规约负责五防系统向自动化系统传输遥控许可信号，101规约串口则负责自动化系统向五防系统传输刀闸开关位置信号，并负责屏控数据下传。

惠安公司POWERCOM2000系统和北京电科院及其他厂家不同的是，CDT规约为单向传输，只负责接收五防系统的遥控许可信号，而101规约则负责自动化系统向五防系统传输开关刀闸信号和五防系统的屏控数据传输。显然，任何一根串口线通信中断，都会导致后台遥控和五防屏控功能的失却，可靠性较方式一低。

方式三 变电站五防带屏控功能。自动化五防通信采用单独串口扩展CDT规约通信，开关刀闸信号，遥控许可信号和屏控数据都由单独串口负责。

方式四 变电站五防不带屏控功能，其通信方式和方式三一样，但是缺少屏控数据的传输。可见，方式三和方式四的串口通信由于都依靠一根串口线，而担负的责任又与运行人员的倒闸操作息息相关，显然可靠性较低。

方式五 变电站五防系统不负责自动化遥控许可，也不负责屏控，使用单向CDT规约单根串口线通信，负责自动化系统向五防系统传输开关刀闸信号。可靠性虽然不高，但是通信中断后，影响面较小。

4 结语

就目前变电站自动化和五防系统实现通信，虽然有的变电站配置了双重化的串口配置，但是由于规约的功能和机制的限制，仍然没有一个站可以说失去任何一条串口通信可以保证不影响到正常的倒闸操作。另外，有些变电站已经使用大五防系统，考虑到通信中断后影响面不同，在处理故障过程中，使用大五防系统的站的处理方法和应急预案应该也和其他站有所不同，这需要和运行专业人员共同讨论。