变电站自动化系统中内部通信网的研究

肖乃益 湖北工程学院新技术学院

变电站综合自动化系统为多套微机智能设备组成的分层式系统，其中包括微机监控、微机保护、电量终端等多个子系统。子系统包括不同智能模块，能够实现系统间的信息交互。计算机在不断发展过程中，使得变电站实现自动化，并逐渐建立起满足变电站需求的通信网络。新时代背景下，变电站综合自动化系统应用较为重要，该系统为自动装置与自动控制的结合，实现安全、维护管理，对变电站发展具有促进作用。

1 变电站综合自动化系统特征

变电站自动化系统，将变电站运行过程中涉及到的设备进行优化，使整个变电站运行设备及输电线路能够实现自动监视、检测、控制。变电站综合自动化系统将变电站主要设备进行优化后，使得变电站运行效果进一步提升，保障系统安全性。变电站自动化系统核心利用计算机技术及自动化技术等实现人机交互，使变电站实现自动管理，其具有以下几个功能。

1.1 综合功能

立足整体视角，变电站综合自动化系统利用数据通信技术及计算机自动化技术，实现设备的全面升级，使得设备具有自动监督及管理功能，满足基本要求情况下，将整个变电站系统功能实现最优。

1.2 模块化

变电站综合自动化系统利用不同功能，实现保护及监督、管理功能，使得不同设备有效连接，这种情况下，监督及管理等模块能够实现数据的实时传输与实时共享，模块化结构对工程分布具有良好的适应性，使得系统运行更加高效，满足系统对信息的需求。

1.3 可视化

变电站自动综合系统被应用后，工作人员能够利用监控屏幕实现对系统的实时监督，观察到设备运行情况及输电电路是否存在问题，针对存在的问题的线路，系统会给出警报，工作人员能够第一时间发现问题，并有效将问题解决，不影响正常的供电。

2 变电站内部通信网络选择

数据通信网络是变电站自动化系统的关键，内部通信网络标准化为自动化改革难点，受到硬件价格及软件技术的影响，在选择接口网络方面还无法达成一致，网络特征则受传输媒介及存储方式等决定。网络选择应当符合国际相关标准。应用市场主流产品，产品需满足自动化运行要求，具有较高的性价比。变电站内部数据通信网络在应用方面可以选择与系统结构相符合的。

2.1 35kv变电站通信网络

35kv变电站及110kv变电站可选择RS422及RS485总线网络。变电站若规模较大，需思考现场总线网络。RS422及RS485接口传输效率能够达到1000m/100kb/s，短距离能达到10Mb/s。RS422串口为全双工，RS485串口为半双工，媒体访问方式为问答式，为总线结构的一种。这两种通信网络接点数目较少，无法解决主冗余及瓶颈问题。RS422为点对点工作方式，上位机1个通信接口能够接收10个节点，RS485串口能够接收32个节点。LonWorks网上节点是平等的，CAN网络能够实现多功能结构，不存在瓶颈问题，若CAN网络节点理论不受限制，能够实现110节点连接。

2.2 100kv变电站通信网络

中型枢纽110kv变电站节点数为40个左右，多主冗余及节点要求使得RS422及RS485难以满足。现场总线能够实现交互，将所有网络节点连接，实现增加节点功能，具有点对点及一点对多点等功能。常用为LonWorks网、CAN网。若网络为中速，500m时LonWorks传输速度能够达到1Mb/s，CAN网能够实现40m/1Mb/s。CAN网节点出错情况下能够将与总线的联系取消。LonWorks网络监测节点异常情况下，能够实现自动拖网，媒介访问方式为问答式，内部通信可遵循相关协议。

2.3 220kv以上变电站通信网络

220-5 00 kv变电站节点数较多，变电站中具有CUP上百，信息流量大，对速度要求较高。LonWorks网络实时性及同步性不足。需考虑Etherent总线式拓扑结构，CSMA/CD介质访问，传输速度能够达到10Mb/s，最多容纳1024个节点，距离能够达到25km。物理层及链路层据IEEE8023协议，应用层利用TCP/IP协议。220kv以上高压变电站据不同模式采取不同通信组网方案，实现数据集中处理，机电保护小组及智能单元等，需思考距离及干扰问题，实现光纤接入。

3 综合变电站自动化未来发展分析

IED变电站自动化系统具有智能电子装置，为新时期发展新型设备，能够实现电压互感及变电输送、继电保护。在IED设备应用过程中，转换装置实现与远程终端设备衔接，利用工业现场总线或者以太网。非常规互感器需要不断改进应用方式，这种互感器评价较低，容易出现不良现象。这种互感器适用于应用电子设备方面，能够将中间环节省略，实现数字化及智能化调节，满足通信网络需求。IEC 61850在应用过程中，标准电力运行系统过程中，根据系统特点进行设置，因此该标准能够满足实时传递需求，在不断应用过程中实现其强大功能，为自动化系统设置提供稳定的格局。因此该标准能够成为电力系统运行组件的科学标准。在监控系统发展过程中，能够实现系统无人值班操作，并且能够实现远程可视化监督，因此，未来发展过程中，能够使自动化系统监督效果更加理想。

结束语；变电站综合自动化系统内部通信过程中，通信规约为重点解决问题，虽然IEC-103规约为定义全面的国际通信协议，但是在变电站自动化具体应用过程中，需要更加细致的实现自动化及智能化。研究人员也应当仔细研究融合实现设备良好兼容，实现可操作范围测试，实现远程监督。实现变电站自动化功能拓展、信息交互。