浅析数字化变电站的测控装置

周丽华

姜堰供电公司，江苏 姜堰 225500

1 测控装置整体的概述

测控装置从整体结构上分，可以分成两个基本的组成部分，即上位机系统和下位机系统。上下位机间的数据是通过单/双以太网进行传输，选择该通信方式是因为以太网比较便宜且容易安装，直接利用每个工作站网卡上的BNC-T型连接器，就可以将电缆从一个工作站连接到另一个工作站，完成网络传输控制任务。

测控装置在变电站综合自动化系统中承担了测量、控制任务，在高压、超高压变电站内由于通信量大等原因，一般采用以太网通信，现有的保护设备一般不具备以太网接口，为使保护能与变电站层进行通信，测控装置必须具有保护与变电站层的监控装置之间的通信转发及规约转换功能，图1即为测控装置在变电站综合自动化系统中的结构图。测控装置对本间隔的一次系统进行测量、控制，对保护等其它设备进行通信转发不同间隔的测控装置可通过以太网或RS232或LVDS进行通信。

图1 测控装置在变电站综自系统中的结构图

由于不同的变电站的规模、结构等不一样，对测控装置的功能结构要求也各有区别，为使测控装置能够针对不同的变电站进行灵活配置，提高兼容性，在新装置的设计中采用模块化设计。

上位机位于机房，而下位机位于离机房10m～100m的现场，因为本测控装置主要适用于110kV以下的变电站，它的安全距离是10m。为了进一步实现变电站的无人值守，实现远程监控。上位机与下位机之间的数据传输选用了单/双以太网进行通信，从而实现了装置的遥信功能。

下位机即测控装置的现场部分，它的主要任务是对变电站机组可配置的开关量、脉冲量、编码信号、电流、电压、有功、无功、功率因数、有功电能、无功电能等数据的采集、量化、比较、分析。然后根据比较分析的结果，将控制命令下发到现场，现场根据接收到命令作出相应的动作。从而实现了装置的遥测、遥控、以及遥调功能。

上下位机间的数据是通过单/双以太网进行传输，选择该通信方式是因为以太网比较便宜且容易安装，直接利用每个工作站网卡上的BNC-T型连接器，就可以将电缆从一个工作站连接到另一个工作站，完成网络传输控制任务。本装置在设计时选用了单网以及双网两种工作方式，装置在选择单网时，可以选择的A口或者B口与外部相连接，IP地址的四位都可整定。装置在选择双网时，当A网出现问题时，会自动切换到备以太网B口。若B网再出现问题，装置会自动再切换到A网。

上位机的软件平台是基于LabVIEW实现的，在选用LabVIEW这种实现方式是因为NI公司提供的行业标准图形化编程软件LabVIEW，不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接，更能提供强大的后续数据处理能力，设置数据处理、转换、存储的方式，并将结果显示给用户，它能够让更多人参与到软件开发和仪器设计中去。LabVIEW不仅提供了完全与传统的基于文本的编程语言所不同的图形化编程方式，使得编程过程变得更加直观与方便，同时还通过自带的Mathscript兼容了文本的编程语言，使得用户可以兼容已有的算法，或者根据实际应用来选择合适的编程方式。系统中数据的处理、比较、分析、计算及显示采用的是LabVIEW自带的数据处理库LabSQL。同时数据的存储采用了LabVIEW自带的存储模块设计文件存储程序，且LabVIEW所设计的程序可以选择所存储文件的格式，这样大大节省了需要熟悉编程环境和语法所需要的大量的时间。因此，上位机实现起来比较简单。

2 现有测控装置的功能及不足

现有数字式测控装置作为分布式的遥测、遥信和遥控单元，主要实现以下功能：

1）对模拟量（电气量、非电气量）进行采集，并求取其电压、电流的幅值、相位等，求取有功、无功功率，系统运行频率等，且能实现越限上报；

2）实现间隔内一次设备各开关和刀闸的状态遥信功能，所有状态输入可以作为单独的遥信输入，也可作为SOE事件输入，同时还可将隔离开关、断路器输入状态作为遥控条件，用于控制断路器；

3）隔离开关及隔离开关控制电源。对间隔内被控断路器及隔离开关等的开、合状态进行可编程遥控操作，实现防误操作闭锁；

4）设置有隔离开关和断路器的“远方控制投入”开关端子，以便就地操作时，闭锁由监控网络传来的操作命令。

3 结论

本文主要介绍了新型的测控装置在变电站中所起的作用以及具体位置，分析了上位机以及下位机的具体功能，并做了具体的分析，同时就现有的变电站的测控装置提出了一些建议。

[1]徐礼葆.开放式数字化变电站自动化系统的讨论[J].继电器，2004，32(6)：40-43.

[2]于永源，杨绮雯.电力系统分析[M].2版.北京：中国电力出版社，2004.

[3]丁书文.电力系统微机型自动装置[M].1版.北京：中国电力出版社，2005.

[4]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006(23)：11-13.

[5]周长久.国内领先的数字化变电站技术[J].云南电业，2006(11).

[6]丁书文，黄训诚，胡启宙.变电站综合自动化原理及应用[M].北京：中国电力出版社，1991(6)：112-115.