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摘要：变电站自动化技术经多数十年的发展已经达到了一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中，大多数变电站均采用了综合自动化技术，实现了无人值班，从而降低了变电站建设的总造价和运行成本，在很大程度上提高了电网建设的现代化水平。科技的不断发展，全数字化的变电站自动化系统已经出现，在一些有利条件的变电站还实现了通讯技术对智能变电站进行检测及故障的排查，本文就变电站网络通讯运行中的问题展开探讨。
关键词：变电站；网络通讯
引言
目前，随着高压、超高压系统的发展，对电网安全、稳定、可靠、控制、信息交互等提出了更高标准的要求。智能变电站的特点是采用智能一次设备和光缆通信的二次回路，其可以有效的避免因为使用电缆而带来的电磁兼容、传输过电压、交直流误碰等问题，这种通讯技术可以提高二次信号的可靠性，从而保障信息传输的安全稳定。
1.变电站网络通讯的要求
1.1功能要求
通讯网络的根本任务就是解决综合自动化系统内部以及其他系统之间的实时信息交换，网络是不可或缺的功能载体，构建一个可靠、实时、高效的网络体系是通讯系统的关键之一。在2000年国家大电网会议上，第34组讨论和介绍了变电站自动化及其通讯系统，其基本一致的思想就是通讯技术是变电站自动化系统的关键。通讯网络是连接站内各种智能电子设备的纽带，因此它必须能支持各种通讯接口，满足通讯网络标准化。随着变电站的无人化以及自动化信息量的不断增加。通讯网络必须有足够的空间和速度来储存和传送事件、电量、操作、故障以及录波等数据。为了改善电压运行质量，无人值班变电站要求通讯网络具有电压无功自动调节功能、系统对时功能等。另外自诊断、自恢复以及远方诊断、在线状态检测是针对运行维护提出的几项功能。
1.2性能要求
通讯网络的性能要求主要体现在以下几个方面：
（1）开放性。站内通讯网络是调度自动化的一个子系统，除了保证站内IED设备互联，除了有利于扩展外，它还应服从电力调度自动化的总体设计，硬件接口要满足国际标准，应选用国际标准的通讯协议，方便用户的系统集成。
（2）可靠性。由于电力生产的连续性和重要性，站内通讯网络的可靠性是第一位的，应避免个别装置损坏导致站内通讯中断。随着数字、图像信息的多媒体技术应用，监控会更加依赖通讯网络。因此一个可靠的通讯网络是首要条件。
（3）实时性。因测控数据、保护信号、遥控命令等都要求实时传送，虽然正常运行时站内数据流不大，但出现故障时要传送大量的数据，要求信息能在站内通讯网络上快速传送。
1.3实施方法
变电站站内光纤网络化，站内一、二次设备之间实现全数字化光纤网通信。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要包括电气量采集值数字化传输保护等二次设备、状态信号、跳合闸以及故障告警信号的数字化传输，智能变压器告警信号、分接遥调、温度等模拟量的数字化传输。
全站统一的标准化平台：统一的信息模块、数据模型、功能模型、统一的通信协议、数据无缝交换、信息传输的可靠性、完整性、实时性。各种设备共享统一的信息，具有互操作性。经过功能的组合化设计，利用先进的计算机技术、现代化通讯技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、自动控制与保护以及与调度通讯等综合性的自动化功能。
系统数据实现就地采集：其采用光纤实现数据信号的传输，信号采集精度高、可靠性较强，并且数据信号源唯一，重复投资少，可以实现分层控制及分层数据传输，提高数据传输的效率。
减少二次控制和信号电缆：以少量的通讯电缆和光缆替代户外和控制室成捆的二次控制电缆和信号电缆。减少二次接线的占地面积，降低变压器的总造价，降低运营成本。
数字化、智能化一次设备：采用微处理器和光电技术来设计一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路可被编程控制器代替。
2.对通讯状态的监视分析
影响智能变电站二次系统正常且安全运行的因素有以下几个：智能变电站设备的网络通讯过程与系统配置的一致性、网络通讯的正常运转情况。由于这些因素都会影响智能变电站的安全运行状况，因此必须对智能变电站网络通讯进行保护采样、合闸、启动等环节进行全程的监视与分析。GOOSE系统是一种面向通用对象的变电站事件，可以实现控制闭锁、合闸、启动等二次系统的分布式功能。GOOSE是IED装置之间的水平通讯方式，为了方便运行值班人员进行日常的监视和通讯二次回路调试，目前的一些后台和监控中心的人机界面是由IED根据发送的GOOSE报文的有效性来判断通讯状态的，从而根据GOOSE报文来控制通讯状态的中断和恢复状态，然后这些信息再通过MMS送到后台进行监控。在变电站的后台对信号进行监控和无人值班室中设计GOOSE通讯进行在线监控，可以采用光字牌对GOOSE通讯状态进行反映，采用这种方式需要很多光子牌画面，对GOOSE通讯状态进行全面可视化监控的直观性会受到很大的影响。这种缺陷可以专门设计一种GOOSE通讯状态的二维监视图，从而将发送与接收IED装置之间的通讯状态表示为不同的颜色进行区分。
3.变电站网络通信故障的分析方法
下面就以某一个变电站中监控系统的通讯终端故障分析为例，来对变电站网络通讯故障进行探讨。
3.1对所发生的故障进行测试
在确定故障原因时，可以采用移动记录分析仪在变电站内进行测试，假如端口交换机具有镜像功能，则可以在后台1的A网和后台2的A网、远动网的端口接入交换机的镜像端口。如果不采用这种方式则可以将移动记录仪网络监听口接入接口，直接与被测试的网络进行连接。一旦发现中断情况，利用分析程序对报文记录进行定量分析，假如移动记录分析仪具有在线分析的功能，则可以利用逻辑通讯分类对发生错误的逻辑进行二次回路的检测，检查传输层和应用层是否有符合性的错误，是否有中断、丢失的问题。
3.2对所发生的故障进行分析
在1号主变压器发送MMS报告协议之后，就发现有两项信息发生了变化，并且在2s之内就进行了定位。通过SCD配置工具对接收到的GOOSE数据进行检查，报告中对这项的描述为“1号主变压器220kV与1号主变压器35kV之间通讯中断；1号主变压器110kV与1号主变压器35kV之间的GOOSE通讯中断”，这一报告可以充分的说明后台发布的信息准确无误，从而就能够排除后台监控发生差错的可能性。那么根据以上的信息就可以初步的判定发生中断的原因是测控装置；还有另一种可能就是测控装置中GOOSE发送的心跳时间为2s，而现场收到的信息为5s。综合这两种情况就可以有针对性的对发生故障的原因及位置进行准确的定位。
结束语
变电站自动化系统是一个系统工程，通讯网络是变电站系统的关键技术。可以预计，在现有技术水平不断发展和运行经验不断总结的基础之上，变电站自动化系统将以其在数字化、自动化、智能化、安全性和互操作性等方面的优势，成为未来变电站技术发展的必然趋势。
参考文献：
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[3]王治民，陈炯聪.任雁铭.网络通信记录分析系统在数字化变电站中的应用【J】.电力系统自动化，2010（14）.
论文作者:刘艳平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/29
标签：变电站论文; 通讯论文; 站内论文; 网络论文; 网络通讯论文; 信号论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第25期论文;