1.导言
电力体系是一个特其他体系，其安全性、牢靠性要求高，为了完结体系的安全牢靠运转，有必要完结电力体系的调度、运营和办理的主动化。跟着电力体系主动化程度的进步，现场总线技能的日臻完善，以及电力体系减员增效要求的提出，完结电站归纳主动化，然后到达无人值勤，已成为电力体系主动化开展的顺势。现在，选用契合现代工业操控技能方向的高性能微操控器，现场总线技能，实时多使命操作体系等多项先进技能，能完结对中低压输配电线路及主设备的归纳主动化功用。并且能集保护、监控 、调控、通讯于一体，既可联网构成归纳主动化体系，也可独立运转，既可合适有人监控中心，也可合适无人值勤的要求。众所皆知，变电站归纳主动化关键在于许多的现场收集信息和数据快速、精确，实时上传到监控中心，也能将监控中心下达的操控指令精确无误地发送到操控单元，及时采纳办法防止事端产生，这就需求变电站归纳主动化体系有牢靠的通讯确保。跟着现场总线技能在电力体系主动化中的广泛应用，有用地处理了变电站归纳主动化体系中的通讯问题。
2.变电站归纳主动化体系
2.1 变电站归纳主动化体系的构成
变电站归纳主动化体系一般由站控层、通讯办理层和间隔层构成的核算机监控体系，选用散布式结构，设备分为站控层、通讯办理层及间隔层，间隔层原则上按一次设备组织，每一间隔层设备包含丈量、操控、保护、信号、通讯、录波等基本功用，并完结各自的特别功用，体系能完结信息同享及保护、监控功用的归纳化，极大简化二次回路，节约体系出资，因为间隔层设备可放在开关柜或一次设备邻近，大为削减主控室面积，节约操控电缆，大大进步了整个体系的牢靠性和可扩展性。通讯办理层因为各间隔层设备通讯协议的多样性，要完结不同设备的数据链接，可参加前置机(通讯办理设备)完结通讯操控和规约转化，使其在功用上完结通讯接纳、发送、规约转化等功用;通讯协议选用电力行业规范协议，能完结不同厂家设备的互联，选用全球定位体系(GPS)，支撑硬件对时网络，削减GPS与设备间的衔接，并确保对时精度，硬件上选用模块化规划以支撑多种通讯接口，包含以太网、串行通讯接口、可扩大的其他现场总线接口等;软件上具有规约库以支撑RS-232、RS-485、LONWORKS及规范网络协议(TCP/IP)等多种类型的规范通讯接口，然后具有杰出的软、硬件扩展性。站控层包含数据库服务器、Web服务器、运转作业站、保护作业站、监督作业站等。
2.2 变电站归纳主动化体系功用
以某110KV变电站为例，依据变电站高压供电体系一次体系的全体要求，变电站归纳主动化体系决议选用CL2000变电站归纳主动化体系，在此，结合工程实践，介绍该体系用于变电站监控体系中的经历。
变电站归纳主动化体系由WXH-322A/01微机线路保护设备，WBH-90系列微机变压器保护设备，ZBH-91A/05变压器本体保护设备，WBH-92A/02微机变压器后备保护设备，WMC-31A03微机母线差动保护设备，WBH-93A/02微机厂用电保护设备，WBT-31A/01微机备用电源自投设备，微操控器SAB-C167CR(SIEMENS公司产)，作业站微机及相应设备组成。CL2000变电站归纳主动化体系系列保护设备具有一般的首要功用，如开关量的变位遥控，电压电流的模仿输入，断路器遥控分口，脉冲累加，遥控事情记载及次序记载(SOE)，逻辑闭锁等。
WXH-322A/01微机线路保护设备是多CPU并行规划，间隔保护，零序保护及录波，测距分别由独自CPU完结，各CPU插件在电气及结构上彼此独立，无依靠联系，它能完结以下功用：
(1)保护功用：a) 三段式相间间隔保护; b) 三段式接地间隔保护; c) 四段式零序方向过流保护;d) 毛病测距; e) 振动闭锁; f) 三段式反向及低压闭锁过流保护; g) 检无压、检同期三相一次重合闸，手动同期合闸; h) 低周低压减载保护; i) 过负荷保护或报警; j) PT断线告警。
(2)丈量功用：a) 收集丈量电压，三相或二相丈量电流，核算有功功率，无功功率，功率因数; b) 丈量频率，每周波72点自适应采样; c) 选用12路开关量; d) 选用4路脉冲量(正负脉冲 均可); e) 远方及本地操作。
3.由现场总线技能完结的通讯功用
通讯功用是归纳主动化出别于惯例站最显着的标志之一，通讯网络变电站内间隔信息可充沛同享，并经过通讯接口与外界信息体系交流信息，一起节约许多电缆，构成一个快速、安稳、牢靠的通讯网络是变电站主动化体系的基本要求，也是电力体系运转办理功用的基本前提。
近年来，跟着我国电力主动化的不断开展，电力体系通讯方法也不断改进，现场在总线技能因其组网便利，抗干扰才能强等特色得到广泛应用。现场总线规范许多，电力主动化体系中最常用的是LONWORKS和CAN总线。
LONWORKS总线通讯速率为78Kbps和1.25Mbps，CAN总线通讯速率为1Mbps。CAN总线是一种有用支撑散布操控和实时操控的串行通讯网络，是一种通讯速率可达1Mbps的多主总线[1]。
具有优先抢占方法进行总线裁定的效果机理，通讯速率高，过错帧可主动重发，永久毛病可主动阻隔，不影响整个网络正常作业，牢靠性高，并且协议简略，开放性强，组网灵敏，本钱低一级特色，能为电力主动化供给开放性、全散布及可互操作性的通讯渠道。
CAN总线的首要特色：
(1)CAN为多主方法作业，网络上恣意节点，恣意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主次，通讯方法灵敏，且无需站地址等节点信息;
(2)CAN选用短帧结构，数据最多8个字节，这样不只满意操控领域中传递操控指令，作业状况和丈量数据的一般要求，且确保了通讯的实时性，CAN网络上的节点信息分为不同等级，可满意不同实时要求，高优先级最多可在134μS内得到传输;
(3)CAN选用非破坏性总线裁定技能，当多个节点一起向总线发送信息时，优先级较低的节点主动退出发送，而优先级高的节点可不受影响地持续传输数据，然后大大节约了总线抵触时刻。CAN的直接传输间隔最远可达10Km/ 5Kbps，通讯速率最高可达1Mbps/40m。可挂接设备最多可达110个。CAN节点在本身产生过错时具有主动封闭功用，以使总线上其他节点的操作不受影响。
本体系间隔层首要由保护单元和测控单元组成，每个测控单元监控多路馈进馈出，选用先进现场总线CAN，现场通讯选用双绞线，总线速率达1 Mbps，快速、牢靠、便利灵敏，通讯规约支撑IEC-60870-5-101格局，战胜RS485网络上只能有一个主节点而无法构成多冗余体系的缺点，具有很高的价格比。其他，选用双CAN现场总线内部定时对备用CAN进行备用检测，进步了内部网络的冗余度。
站控层选用双10 Mbps双绞线以太网结构(能确保变电站主动化体系内部通讯网络传输的实时性)，由双服务器组成，站控层为值勤人员供给全厂体系的监督、操控和办理功用，界面友爱，简单运用。经过组件技能，软件功用能完结“即插即用”，能较好地满意电气监控体系的需求，软件体系选用模块化结构，开放性较好。站控层操作体系可选用Windows2000/NT，数据库选用SQL服务器，软件首要功用模块有前置、数据库生成器、数据库组态、报表办理、报警信息、曲线、棒图、动作告警、SOE、事端回忆、录波剖析、人机界面、主动抄表、设备办理、定值办理、设备在线确诊、体系组态等。电气监控体系中供给了毛病信息传输体系、各级调度中心、电能计量体系、直流体系通讯等接口驱动软件。
总归，体系完结的首要功用有：实时数据收集与处理、数据库的树立与保护、操控操作、同步检测、报警处理、次序记载(SOE)、事端回忆、画面生成及显现、在线核算及制表、电能量处理、远动功用、电气“五防”、时钟同步、人机接口、体系自确诊与自恢复、与其他智能设备接口、运转办理功用等。
4.首要软件规划
本体系中，微处理器SAB-C167CR的数据处理速度可达10 MHz，能完结一切丈量、操控及通讯等功用，其特色是使命较多，各使命之间和谐较为杂乱，为了便于个使命之间和谐与功用扩大，CPU软件体系选用了实时多使命操作体系RTOS来优化和分配CPU时序和资源，确保程序的实时性和牢靠性，以使命为目标进行资源办理，使命调度和反常处理，经过RTOS办理体系依据数据处理的轻重缓急来合理分配占有CPU，优化时序分时履行，使之不搁置，不拥堵，每个处理进程又有多个不同优先级其他使命组成，选用优先抢占操作方法有用确保使命履行的实时性，选用这一软件结构的杰出特色是使程序完结了真实的模块化，各个使命独自编程，不受其他使命的影响，使命的增减，调度十分便利。
软件规划分为两部分：一部分是SAB-C167CR微处理器的软件规划，包含与间隔层设备间CAN总线数据传输及上位机UBS的数据通讯(运用USB接口便利现场，即插即用，便于PC机的保护与晋级，满意变电站数据通讯的需求);另一部分为PC机上位机软件的规划。这部分上位机软件规划较为杂乱，若选用面向目标的言语编写程序，可运用ActiveX操控完结数据通讯。关于微处理器和上位机的软件规划，考虑到将来间隔层设备结构的改变和硬件晋级需求，程序规划分为两层，底层担任数据接纳和发送;上层担任数据帧上午打包、解包及协议的解说。
5.定论
跟着现场总线技能的开展和电气设备微机化程度的进步，为数字化方式完结变电站主动化监控体系供给了技能确保。变电站主动化体系应具有开放性，应能完结不同厂家设备的互操性(互换性)。因而，现场总线技能的应用是变电站归纳主动化开展的需求，运用现场总线技能 ，能处理变电站归纳主动化体系的通讯问题，能确保数据通讯的速度、质量、抗干扰才能，然后确保了变电站归纳主动化技能的有用施行。
