淺談通信管理機在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

隨著通信管理機在我國歷經(jīng)多年的發(fā)展，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，越來越多的變電站認可和接受并且正在使用著通信管理機。

1通信管理機的功能特點

通訊管理機一般運用于變電所、調(diào)度站，通訊管理機通過控制平臺控制下行的RRtu設備，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控等信息的采集，將消息反饋回調(diào)度中心，然后，控制中心管理員通過消息的處理分析，選擇將執(zhí)行的命令，達到遠動輸出調(diào)度命令的目標。

通信管理機系統(tǒng)功能包括站內(nèi)監(jiān)控：包括站內(nèi)數(shù)據(jù)采集與處理、運行監(jiān)視及報警記錄、人機交互聯(lián)系及系統(tǒng)維護管理、計算統(tǒng)計、歷史數(shù)據(jù)記錄、事件順序記錄(SOE)、遠方通信等常用SCADA功能。具有控制和調(diào)節(jié)功能：通過鍵盤在屏幕所顯示的畫面上對各可控設備進行開／合、投／退等控制操作，對各可調(diào)設備進行升／降、定值設定等調(diào)節(jié)控制。站內(nèi)無功控制功能不作要求，但應做到遠方調(diào)整電壓無功。具有對時系統(tǒng)，對時要求是變電站自動化系統(tǒng)的基本要求，即要求對變電站層設備和間隔層IED設備(包括智能電度表等)均實現(xiàn)GPS對時，并具有時鐘同步網(wǎng)絡傳輸校正措施。

通信管理機中有故障錄波：35kV變電站和一般的1lOkV終端站可以不要求安裝故障錄波，一些分析信息可從保護裝置的簡短記錄和SOE中提取。通信管理機具有五防閉鎖，加強了自動安全性。

在采用分散式結(jié)構(gòu)形式的變電站自動化系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡。分為變電站層、間隔層和過程層。變電站層是通過間隔層設備實現(xiàn)變電站實時控制以及站內(nèi)信息的收集、分析等工作，并與遠方調(diào)度中心通信，完成遠方監(jiān)控與調(diào)度。

遠動、監(jiān)控、錄波、計量等主控系統(tǒng)共享現(xiàn)場總線的信息，信息的傳遞既快速便捷又不會相互影響，避免了重復投資。間隔層的保護裝置、測控裝置、自動裝置等具備以太網(wǎng)接口的設備直接接入間隔層以太網(wǎng)，其它分散布置的智能設備通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器、測控裝置或低壓保護裝置轉(zhuǎn)接入間隔層以太網(wǎng)。站點較多的變電站選用交換型集線器，將間隔層分成若干子網(wǎng)，限制每個沖突域的站點數(shù)量不致過多以確保系統(tǒng)響應率。絕大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在間隔層設備和變電站設備間，而變電站設備數(shù)量遠小于間隔層設備，由于變電站層使用100M以太網(wǎng)，因而不會成為通信瓶頸。

2通信管理機在變電站中的應用

通信管理機是利用變電站平臺建立電力企業(yè)網(wǎng)絡的辦公環(huán)境。變電站可以利用通信管理機對相關(guān)的工作進行管理，對變電站的各部門進行協(xié)調(diào)和指揮，利用通信管理機進行變電站的數(shù)據(jù)信息的傳送、分享、節(jié)省了人力物力，提高了工作的效率。可以在各個不同的部門之間開展工作，為電力企業(yè)的發(fā)展提供了便利條件。

通過通信管理機對變電站的設施進行直接掌控，加大了電站設施的透明化，保證信息的存儲，隨時了解變電站任務計劃的進行情況，確保了變電站任務的順利完成。

變電站使用通信管理機對系統(tǒng)進行實時透明的管理，提高了變電站的任務執(zhí)行能力，減少了變電站進行項目工作的運營成本，通信管理機保證了變電站制度執(zhí)行的完整性，提高了任務的完成能力。

變電站擔負著電能傳輸配送的重要任務。利用通信管理機將變電站的二次設備利用電子信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對變電站設備的自動監(jiān)測等功能，確保變電站功能的安全運行，并為變電站設備的維修提供數(shù)據(jù)信息，通信管理機的發(fā)展隨著結(jié)構(gòu)形態(tài)、通信技術(shù)和系統(tǒng)功能的調(diào)整：主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式等模式；通信管理機的技術(shù)由集中配屏裝置為核心的方式向分散下放到開關(guān)柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展時期，由單一功能、相互獨立向多功能過渡時期，通信管理機實現(xiàn)變電站由串行通信、現(xiàn)場總線通信技術(shù)到以太網(wǎng)，自動化網(wǎng)絡的設施推動了變電站的高速運行。

通信管理機可以對變電站設備正常運行時進行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和操控：發(fā)現(xiàn)變電事故狀況，可以快速切除故障，在較短的時間內(nèi)恢復設備的正常運轉(zhuǎn)?？梢詫υO備正常運行轉(zhuǎn)時電氣量的采集和電氣設備進行實時狀態(tài)的監(jiān)控、調(diào)整，還可以對已經(jīng)發(fā)生的狀況，由繼電保護、故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量數(shù)據(jù)的收集、監(jiān)控并向調(diào)度中心等部門傳送相關(guān)數(shù)據(jù)，成為電氣設備的監(jiān)視和為制定維修計劃而收集原始數(shù)據(jù)提供手段。

通信管理機將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化狀態(tài)。全站使用統(tǒng)一的通訊規(guī)格建立變電站通信網(wǎng)絡，通過保護、測控、計量、監(jiān)控、遠動、VQC等系統(tǒng)都使用同一網(wǎng)絡接收電流、電壓和狀態(tài)信息，確保變電站的系統(tǒng)可以信息共享。

變電站采用一次設備采集模擬量，通過電纜將模擬信號傳輸?shù)綔y控保護裝置，裝置進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)線上將數(shù)字化信息傳送至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。同時監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護裝置對一次設備的控制通過電纜傳輸模擬信號實現(xiàn)其功能。

變電站中通信管理機采用低功率、數(shù)字化的光電互感器代替常規(guī)互感器，將高電壓、大電流直接變換為數(shù)字信號。變電站內(nèi)設備之間通過高速網(wǎng)絡進行信息交互，二次設備不再出現(xiàn)功能重復的I／O接口，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊，利用通信管理機實現(xiàn)了數(shù)據(jù)及資源共享。組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡冗余技術(shù)、數(shù)據(jù)流建模、網(wǎng)絡性能、可靠性分析、變電站過程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構(gòu)建整個系統(tǒng)信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。

通訊管理機不僅支持快速存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式和QOS服務質(zhì)量，以保證網(wǎng)絡中重要的GOOSE數(shù)據(jù)包得到實時傳輸；而且在電磁兼容方面：通過靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度等電磁干擾實驗和電擊、雷擊等多項測試，通過專門的強振動、大沖擊的承受度測試；具備了防塵、防潮、以及較好的散熱條件，保證變電站數(shù)據(jù)的安全和快速運行。

在變電站利用通信管理機用低功率、數(shù)字化的光電互感器原變電站內(nèi)常規(guī)互感器，將高電壓、大電流直接變換為數(shù)字信號。通過通信管理機實現(xiàn)設備之間通過高速網(wǎng)絡進行信息交互，組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡冗余技術(shù)、數(shù)據(jù)流建模、網(wǎng)絡性能、可靠性分析、變電站過程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構(gòu)建變電站系統(tǒng)信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。

3.通信管理機概述

本系列智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡接口，用于將一個目標區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。

同時，本系列智能通信管理機支持接收上級主站系統(tǒng)下達的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達到遠動輸出調(diào)度命令的目標。

4.在變電站中運用通信管理機，可以調(diào)節(jié)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)機制，電力企業(yè)系統(tǒng)溝通渠道的發(fā)展，多流程的快速轉(zhuǎn)化，提高變電站整體的運作效率，減少了成本支出。我國的通信管理機運營模式已經(jīng)日漸成熟，發(fā)展的前景越來越平穩(wěn)、廣闊。通信管理機是電力企業(yè)自身發(fā)展的需求，推動了變電站現(xiàn)代化管理制度的變革，變電站規(guī)范化管理運轉(zhuǎn)和發(fā)展。

審核編輯 黃宇