計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用論文

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330kV涼州變電站是甘肅武威電網(wǎng)的樞紐變電站，變電站整個系統(tǒng)采用微機監(jiān)控，系統(tǒng)包括兩部分：站控層和間隔層，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開放式分層、分布式結(jié)構(gòu)。站控層為全所設(shè)備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心，通過光纜與間隔層相連。間隔層按照不同的電壓等級和電氣間隔單元，以相對獨立的方式分散在各個繼電器室中，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，間隔層仍能獨立完成間隔層的監(jiān)測和斷路器控制功能。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過遠(yuǎn)動工作站與調(diào)度中心通訊。

1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

1．1問隔層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

330kV涼州變電站二次測量、保護(hù)單元通過RS485和光纖組成的F—NET局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為187．5kb／s，網(wǎng)絡(luò)成熟可靠，它負(fù)責(zé)站控層各個工作站之間和來自間隔層的全部數(shù)據(jù)的傳輸和各種訪問請求。其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI模型。具有良好的開放性，見圖1。

網(wǎng)絡(luò)特點：

(1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全符合《中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于繼電保護(hù)和智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備信息接口標(biāo)準(zhǔn)?；阢~線的雙絞線較之基于光纖的傳輸系統(tǒng)容易受到電磁干擾的影響，且傳輸信息的質(zhì)量降低。但對于普通的數(shù)字智能裝置，如果直接實現(xiàn)光纖接口，必須安裝光纖連接器，這樣就大大提高了設(shè)備的成本，對生產(chǎn)商和使用方法都將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)上的壓力，RS-485和光纖通過光纖轉(zhuǎn)換器組成的以太網(wǎng)，不但避免了以上的不足而且充分利用了RS-485和光纖的優(yōu)點。

(2)測量、控制及繼電保護(hù)裝置的配置：如圖1所示，所有的測量、控制裝置全部通過RS-485接口以總線方式相連接，所有繼電保護(hù)裝置通過RS-232接口與串口擴(kuò)展板(1-16)相連接。這種相對獨立配置方式，大大增強了系統(tǒng)的運行可靠性，系統(tǒng)不會因為某個單元裝置故障而癱瘓。

(3)前置機配置：如圖1所示，2臺前置機互為備用，當(dāng)主機出現(xiàn)異常和故障時，備用前置機自動切換為主機運行，保證了系統(tǒng)的正常運行。

(4)系統(tǒng)的不足：系統(tǒng)設(shè)計的不足之處在當(dāng)串口擴(kuò)展板或任何一臺前置機出現(xiàn)故障時，所有的保護(hù)信息都無法傳輸，在以后的網(wǎng)絡(luò)改造中，將繼電保護(hù)裝置的RS-232接口通過串口轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)換為RS-485接口，以總線的方式實現(xiàn)保護(hù)信號的傳輸。

1.2站控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

站控層網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議為TCP／IP，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為100Mb／s，通訊介質(zhì)為雙絞線+光纖，它負(fù)責(zé)站控層各個工作站之間和來自間隔層的全部數(shù)據(jù)的傳輸和各種訪問請求。其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI模型，具有良好的開放性，站控層網(wǎng)絡(luò)按雙網(wǎng)配置，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

網(wǎng)絡(luò)特點：

(1)操作員站：主機與操作員站獨立設(shè)置，主機／操作員站具有主處理器及服務(wù)器的功能，為站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存貯及發(fā)送的中心。主機／操作員站是所內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面，可實現(xiàn)圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等。

(2)遠(yuǎn)動工作站：遠(yuǎn)動工作站具有遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)處理及通信功能。遠(yuǎn)動通信設(shè)備信息直采直送，即直接接收來自間隔層的I／，O數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后，按照調(diào)度端所要求的遠(yuǎn)動通訊規(guī)約，完成與調(diào)度端的數(shù)據(jù)交換。遠(yuǎn)動通信設(shè)備已配置了與國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信接口設(shè)備，以支持變電所遠(yuǎn)動、電能量計費等信息的上網(wǎng)傳輸。

(3)工程師工作站：工程師站主要供計算機系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)用，可完成數(shù)據(jù)庫的定義、修改。系統(tǒng)參數(shù)的定義、修改，報表的制作、修改，以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、系統(tǒng)診斷等工作。

(4)前置機：前置機屬于間隔層設(shè)備，其中前置機I和前置機Ⅱ互為備用，前置機Ⅲ和前置機Ⅳ互為備用。在數(shù)據(jù)庫的定義上，也具有相對的獨立性，任何一臺前置機主機數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障，在操作系統(tǒng)正常的情況下，可以通過工程師工作站將備機的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)制，能迅速恢復(fù)主機的正常運行。

(5)切換板：當(dāng)變電站增容或某些設(shè)備更換后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫參數(shù)發(fā)生了改變，數(shù)據(jù)庫重新定義后必須重啟計算機，若重啟的計算機為主機，將會影響系統(tǒng)的正常運行。因此，必須通過切換板強制將主機切換為備機，切換板的運用大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

2系統(tǒng)評價

330kV涼州變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)在站控層采用以太網(wǎng)，在間隔層采用了F—NET網(wǎng)(RS-485總線結(jié)構(gòu))，使間隔層和站控層網(wǎng)絡(luò)具有相對的獨立性，整體網(wǎng)絡(luò)又具有完整的統(tǒng)一性。

在繼電保護(hù)設(shè)備，測量控制設(shè)備的接口上兼容了光纖連接器，在監(jiān)視方向上和控制方向上采用了2條光纖電纜，將數(shù)據(jù)電路設(shè)備集成到數(shù)據(jù)終端設(shè)備，實現(xiàn)了在RS-485／RS-422／RS-232和光纖適配器之間的成功接口，在控制系統(tǒng)和