0 引言 　　銀田35kV變電站采用的JD2000綜合自動化系統，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；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、軟件組態功能。JD2000系統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。 [b]1 功能概述 [/b]　　本系統的基本任務是：將變電站運行的狀態信息，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，由計算機系統進行處理，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 　　本系統能對銀田變電站進行實時數據采集、處理、轉發、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，顯示事故發生的時間、事故的名稱、狀態、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生錯誤。本系統每5min向各單元箱廣播1次。 2 主要技術特點 　　2.1 分層分布式系統結構 　　系統采用模塊化、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，各子系統繼續完成本間隔保護、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。 　　如系統配置圖1所示，整個變電站二次系統結構非常清晰，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，由遠方縣調監控系統實現全站集中控制。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為小電流信號，再經電壓形成回路變為電壓量，經低通濾波和限幅后輸出。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。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芯片自身的監視定時器，使CPU在電源電壓不穩、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，在連續復位失敗時發出告警信號。 　　c.軟件具有完善的動態自檢功能，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 　　 綜合自動化系統絕不能降低繼電保護的可靠性，本系統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范圍。保護動作后通過站內數字通訊網向系統提供報告，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，網絡的可靠性是整個系統的關鍵。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網絡將各子系統連接起來，遠方縣調與本地系統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 系統抗干擾能力強，可靠性高 　　采用分層分布式系統結構，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節，在微機和通訊系統萬一失效時，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，保證系統工作的可靠性和穩定性。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可靠性水平。 3結語 　　該系統是集計算機技術、控制技術、通訊技術和圖形顯示及電力專業技術相結合的分層分布式綜合自動化系統，由于在一些關鍵環節上采用了當今國際上的新技術，使該系統組態靈活、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的發展趨勢。實際運行表明，該系統具有良好的穩定性、可靠性，具有較大的推廣應用價值。