0 引言 　　銀田35kV變電站采用的JD2000綜合自動化系統(tǒng)，具有3個主要特點：基于數字通訊網絡的現場總線式控制系統(tǒng)；面向一次設備的一體化分層分布式設計思想；靈活豐富的硬、軟件組態(tài)功能。JD2000系統(tǒng)采用了多項新的計算機技術，綜合了國內外繼電保護研究的新成果及算法，形成了新一代變電站綜合自動化系統(tǒng)。 [b]1 功能概述 [/b]　　本系統(tǒng)的基本任務是：將變電站運行的狀態(tài)信息，迅速、準確、全面地進行采集，實現繼電保護功能，且把相關信息可靠地傳送到縣調主站端計算機系統(tǒng)，由計算機系統(tǒng)進行處理，通過人機對話方式在圖形顯示終端上顯示，將處理和運算的結果及時告知調度員，以便及時作出有關決策或采取相應的措施，實現無人值班要求。為此本系統(tǒng)提供了數據采集、繼電保護、開關遙控、事故追憶和事件順序記錄、人機對話、語言報警等功能。 　　1.1 數據采集 　　本系統(tǒng)能對銀田變電站進行實時數據采集、處理、轉發(fā)、事故處理。 　　1.2 繼電保護功能 　　實現10kV線路的速斷、限時速斷、過流的三段式電流保護，三相一次重合閘及后加速；主變低壓側開關的三段式電流保護等。 　　1.3 遙控操作 　　利用縣調顯示器上的顯示畫面，直接選擇控制操作對象，進行遙控操作。操作員設置操作員口令字后，系統(tǒng)及時進行返送校核操作，然后方可進行實際操作，力保控制操作正確無誤。 　　1.4 事故處理 　　事故發(fā)生時，縣調終端顯示器上及時推出相應事故廠站畫面，顯示事故發(fā)生的時間、事故的名稱、狀態(tài)、事故電流數值；并且根據事故的性質產生事故報警音響或預告報警音響；同時還將事故記錄下來便于日后查詢。 　　1.5 廣播時鐘 　　由縣調向銀田變各單元箱廣播時鐘，使系統(tǒng)時鐘取得一致，避免在事故處理、事件順序記錄等方面因主、分站的時間誤差而發(fā)生錯誤。本系統(tǒng)每5min向各單元箱廣播1次。 2 主要技術特點 　　2.1 分層分布式系統(tǒng)結構 　　系統(tǒng)采用模塊化、分層分布式開放結構，確保各控制保護功能的可靠性與可升級性。 　　該綜合自動化系統(tǒng)分全站控制級（站控層）和現地控制級（間隔層）2層結構，2層之間通過網絡互聯。本系統(tǒng)在功能分配上采用盡量下放的原則，凡是在現地控制級能夠實現的功能絕不依賴通訊網。即使在通訊網完全退出的情況下，各子系統(tǒng)繼續(xù)完成本間隔保護、測量和顯示，同時開關的操作可由站內保留的簡易手動操作開關進行。 　　如系統(tǒng)配置圖1所示，整個變電站二次系統(tǒng)結構非常清晰，所有設備僅由微機線路保護測控單元、微機主變保護測控單元等組成，面向設備的交流采樣微機保護測控裝置等構成現地控制級，由遠方縣調監(jiān)控系統(tǒng)實現全站集中控制。2級之間通過網絡互聯，實現無人值班。 　　2.2 面向一次設備的一體化綜合保護測控裝置 　　所謂一體化裝置，就是將一次設備某一間隔單元的保護、測量、控制、通訊等功能集中在一個微機裝置內來實現。充分發(fā)揮計算機的軟硬件的通用性和靈活性，實現資源共享,綜合利用,以達到提高效率、運行可靠、維護方便的要求。 　　各間隔單元的硬件結構標準化、規(guī)格化、互換性好，采用匯編語言編程，軟件實現模塊化、結構化、組態(tài)化，保護功能主要由CPU所運行的軟件決定，而為軟件提供運行平臺的硬件系統(tǒng)都相同。 　　以銀田35kV站為例，其10kV出線保護測控裝置具有以下功能： 　　a.本線路有關模擬量IA，IB，IC，Ua，Ub，Uc和有關開關量的采集。 　　b.正常運行時本線路電流、電壓及功率的計算。 　　c.各種保護功能如速斷、過流、重合閘及低周減載等。 　　d.電能脈沖計量功能。 　　e.經通訊網絡傳輸各種測量計算結果及開關變位、保護動作報告及信息存儲。 　　f.接受遠方縣調下達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，該裝置只有6種模件：交流模件、保護CPU模件、邏輯模件、出口模件、電源模件、人機對話通訊模件、底板。這給生產和調試帶來了方便。 　　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強電信號轉換成保護裝置所需的弱電信號，電流量、電壓量經電流互感器變?yōu)樾‰娏餍盘?，再經電壓形成回路變?yōu)殡妷毫浚浀屯V波和限幅后輸出。同時有電磁隔離的抗干擾作用。本模件使用進口大電流端子，可有效防止TA回路開路，能帶電插拔。 　　2.2.2 保護CPU模件 　　該模件是一個完整的微機系統(tǒng)。主要功能：12路開關量輸入、8路開關量輸出、14路模擬量輸入、串行口通信功能、頻率跟蹤功能、“看門狗”自復位功能。結構如圖2所示。 　　輸入模擬量經模數轉換后，由微機處理器進行運算并與定值比較，當某項保護動作時，則通過I/O口驅動信號、出口回路。 　　該模件具有完整、嚴格的抗干擾措施： 　　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，結合80C196芯片自身的監(jiān)視定時器，使CPU在電源電壓不穩(wěn)、強大電磁干擾下程序出格、硬件損壞等情況下，能夠復位CPU，使之恢復正常。同時閉鎖保護出口電源，在連續(xù)復位失敗時發(fā)出告警信號。 　　c.軟件具有完善的動態(tài)自檢功能，保護運行時定時對模數轉換器、程序存貯器、數據存貯器、定值存貯器、出口驅動光耦等進行檢查，發(fā)現故障可及時報警，并閉鎖保護出口電源。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組保護用電源；且采用浮空方式，與外殼不相連。同時提供1副常閉接點作電源電壓降低或消失信號用；具有過壓保護、欠壓保護、過功率保護等。 　　2.2.4 人機對話模件（通訊、顯示面板） 　　該模件主要完成保護CPU信息的集中與人機對話功能，具有鍵盤接口、液晶顯示、收集CPU模件信息、人機對話功能、串行通訊接口、本地時鐘功能、“看門狗”自復位功能。 　　2.2.5 邏輯板 　　為保護CPU板出口，具有防止誤動作的起動繼電器、可實現模件當地復歸及遙控復歸功能，當裝置軟硬件故障時能閉鎖裝置出口并告警，具有保護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，容易實現當地手動操作。 　　2.2.7 底板 　　實現單元箱各模件之間的連接及裝置的輸入輸出。 　　2.3 繼電保護功能相對獨立 　　 綜合自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護的可靠性，本系統(tǒng)繼電保護按保護對象獨立設置，直接由相關的TV及TA輸入電氣量，動作后由接點輸出，直接操作相應斷路器的跳閘線圈。 　　裝置內保護功能采用中斷方式完成，其優(yōu)先級最高，其它功能只是利用正常運行時CPU大量的空閑時間來完成。保護電流量取自保護專用的TA，以保證在線路故障下較大的電流動態(tài)范圍。保護動作后通過站內數字通訊網向系統(tǒng)提供報告，但保護功能完全不依賴通訊網，即使網絡失效后，各子系統(tǒng)的保護功能仍能獨立運行。 　　2.4 站內通訊網 　　 對于分層分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)，網絡的可靠性是整個系統(tǒng)的關鍵。選擇一個網絡主要基于以下幾個考慮：網絡的拓撲結構，通訊介質和媒介占有控制方式。本系統(tǒng)采用國際上最先進的現場總線LonWorks網絡，通過LonWorks網絡將各子系統(tǒng)連接起來，遠方縣調與本地系統(tǒng)通過調制解調器連接，接收調度指令，向上傳送實時遙測量、遙信量以及事件順序記錄，實現遠方調度及無人值守功能；支持CDT或polling規(guī)約；站內通訊媒介選用屏蔽雙絞線，整個站內通訊網，連接簡單、可靠、清晰、實時性和抗干擾能力強。 　　2.5 完善的遠動功能 　　該系統(tǒng)提供了完善的遠動功能，使縣調能及時收集實時運行資料，其遙測、遙信、遙控及遙調功能顯著地提高了實時調度效率。 　　遠動功能經智能接口單元（通信管理機）完成。在執(zhí)行遙測、遙信功能時，通過現地通信網收集實時信息，經過數據整理、打包、上傳至縣調度所，在執(zhí)行遙控功能時，將接收到的調度所控制或調度命令，通過現地通信網下傳到各單元完成。 　　2.6 系統(tǒng)抗干擾能力強，可靠性高 　　采用分層分布式系統(tǒng)結構，各保護測控單元均相對獨立是提高可靠性的重要因素，即使在通訊網完全退出的情況下，各間隔都能保證正常工作，特別是繼電保護這一重要功能完全獨立，從而保證系統(tǒng)的安全運行。 　　設計上采用冗余與閉鎖相結合的原則，在軟硬件設計中采用了防誤操作等措施。保留了簡易強電控制回路等人工操作環(huán)節(jié)，在微機和通訊系統(tǒng)萬一失效時，仍可進行人工操作。 　　軟件設有開關量變位消抖時間可調的功能，防止信號回路接觸不良引起的抖動及電磁干擾影響。 　　交流采樣采用動態(tài)頻率跟蹤技術，減小了由于頻率變化帶來的測量誤差。 　　采用信號隔離和濾波技術，過電壓浪涌抑制，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。裝置有熱恢復功能和斷電保護措施，出現死鎖和斷電不會丟失內存已有的累計數據和重要的生成數據，自恢復時開關變位信息能反應開關實際位置，不會將錯誤開關位置信息上傳調度，以上措施均提高了系統(tǒng)可靠性水平。 3結語 　　該系統(tǒng)是集計算機技術、控制技術、通訊技術和圖形顯示及電力專業(yè)技術相結合的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，由于在一些關鍵環(huán)節(jié)上采用了當今國際上的新技術，使該系統(tǒng)組態(tài)靈活、可擴充性好、可靠性高、功能完善，是當今變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。實際運行表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性，具有較大的推廣應用價值。