自動(dòng)化系統(tǒng)基本常識(shí)及常見(jiàn)故障處理20130910

臨沂供電公司梁素杰2013年9月自動(dòng)化系統(tǒng)基本常識(shí)及常見(jiàn)故障處理電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本構(gòu)成

以計(jì)算機(jī)為中心的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)包括控制中心、廠站端和信息通道三大部分。電網(wǎng)信息收集和執(zhí)行子系統(tǒng)信息傳輸子系統(tǒng)信息處理及運(yùn)行狀態(tài)的分析和控制子系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)廠站端信息通道控制中心一.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程:2.變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

Computer-basedSubstationControlSystem3.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

IntegrateSubstationAutomationSystem

4.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)

SubstationAutomationSystem1.遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備

RemoteTerminalUnit按功能(四遙)設(shè)計(jì)的模式稱為---RTU模式(1,2)按對(duì)象(間隔)設(shè)計(jì)的模式稱為---分層分布式(或網(wǎng)絡(luò))模式(3,4)面向?qū)ο?間隔)設(shè)計(jì)1.發(fā)展第一階段:(始于80年代初)RTU模式+繼電保護(hù)遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備(RTU)上級(jí)調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)遙控,遙測(cè),遙信,遙調(diào)*********….保護(hù)及其它IED開(kāi)關(guān)位置信號(hào)模擬量輸入開(kāi)關(guān)量輸出硬接線串口結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?集中式,保護(hù)信號(hào)硬接點(diǎn)接入?面向功能設(shè)計(jì)?成本低2.發(fā)展第二階段：(始于80年代中后期)監(jiān)控系統(tǒng)(RTU模式)+繼電保護(hù)模式保護(hù)裝置變電站層上級(jí)調(diào)度控制中心測(cè)控單元測(cè)控單元測(cè)控單元計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(CSCS)通過(guò)數(shù)字通信,將測(cè)量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體串口/以太網(wǎng)通信層間隔層現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?分散式測(cè)控裝置(RTU),保護(hù)信號(hào)多以硬接點(diǎn)接入?分層分布式,以太網(wǎng),現(xiàn)場(chǎng)總線和串口通信?監(jiān)控后臺(tái)(取代傳統(tǒng)的模擬盤監(jiān)控)?面向功能設(shè)計(jì)3.發(fā)展第三階段：(始于90年代)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)--監(jiān)控系統(tǒng)+微機(jī)保護(hù)RTU模式分層分布式(網(wǎng)絡(luò))模式….測(cè)控測(cè)控測(cè)控網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場(chǎng)總線)保護(hù)保護(hù)微機(jī)保護(hù)上級(jí)調(diào)度控制中心串口/以太網(wǎng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)(ISAS)是集保護(hù)、測(cè)量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，通過(guò)數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息共享的一套微機(jī)化的二次設(shè)備及系統(tǒng)串口變電站層通信層間隔層保護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?分散式測(cè)控+微機(jī)保護(hù)裝置,通信接入,四合一保護(hù)測(cè)控?分層分布式,以太網(wǎng),現(xiàn)場(chǎng)總線和串口通信?監(jiān)控后臺(tái)?面向功能設(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)3.第四階段：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(2003年,隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái))SubstationAutomationSystem--SAS

國(guó)際電工委員會(huì)解釋為“在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS-SubstationAutomationSystem：TheSASprovidesAutomationinaSubstationincludingtheCommunicationinfrastructure)”

分層分布式(網(wǎng)絡(luò))模式過(guò)程層(電子PTCT,智能開(kāi)關(guān))變電站層(包括網(wǎng)絡(luò))間隔層(保護(hù),測(cè)控,故障錄波,IED…)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS)上級(jí)調(diào)度控制中心遠(yuǎn)方控制層結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?全開(kāi)放式,所有智能電子設(shè)備(IED)通信接入?分層分布式,以太網(wǎng)為主,現(xiàn)場(chǎng)總線和串口通信為輔?監(jiān)控后臺(tái)?以面向?qū)ο?間隔)設(shè)計(jì)為主,面向功能設(shè)計(jì)為輔?能適應(yīng)未來(lái)技術(shù)的發(fā)展,如IEC618501.我國(guó)變電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用情況

?

35~750kV變電站約14000座,每年新增變電站的數(shù)量約為3%?主要生產(chǎn)廠家:國(guó)外—ABB、SIEMENS、GE等國(guó)內(nèi)—南瑞集團(tuán)、北京四方、許繼電氣、國(guó)電南自、南京力導(dǎo)等二.變電站自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

2.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流:分層分布式,按對(duì)象按間隔設(shè)計(jì)●間隔層功能的實(shí)現(xiàn)，特別是繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的功能的實(shí)現(xiàn)不能依賴于變電站層(包括網(wǎng)絡(luò))●遠(yuǎn)方主站監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)不依賴于變電站層設(shè)備,直采直送,直接遙控●當(dāng)?shù)乜刂苾?yōu)先于遠(yuǎn)方控制●變電站層功能的實(shí)現(xiàn)依賴于網(wǎng)絡(luò)和間隔層的完好性3.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)各層之間關(guān)系:●間隔層的功能依賴于過(guò)程層,但能抗電磁干擾4.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)體系大多按電壓等級(jí)110KV為界劃分110KV及以下變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控工作站現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控裝置第三方智能設(shè)備對(duì)時(shí)總線總控通信單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485MODEM路由器調(diào)度總控通信單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）保護(hù)裝置110KV部分

35KV,10KV部分

監(jiān)控工作站以太網(wǎng)測(cè)控裝置第三方智能設(shè)備對(duì)時(shí)總線保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485MODEM路由器調(diào)度遠(yuǎn)動(dòng)工作站）保護(hù)裝置110KV及以下變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖35KV,10KV部分

110KV部分

特點(diǎn)：10KV保護(hù)測(cè)控一體化,110KV線路保護(hù)測(cè)控獨(dú)立,

可靠性,經(jīng)濟(jì)性2.現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)并存(現(xiàn)狀)3.以太網(wǎng)取代現(xiàn)場(chǎng)總線4.淡化后臺(tái)作用,加強(qiáng)遠(yuǎn)動(dòng)工作站性能,適應(yīng)集控站模式站控層100MB網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)服務(wù)器A雙10/100M以太網(wǎng)公用接口裝置GPS工程師工作站操作員工作站間隔層服務(wù)器BWEB服務(wù)器五防工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站路由器保護(hù)信息網(wǎng)保護(hù)信息子站高壓1#繼電器小室測(cè)控裝置測(cè)控裝置保護(hù)裝置保護(hù)裝置高壓2#繼電器小室保護(hù)測(cè)控裝置保護(hù)管理機(jī)測(cè)控裝置測(cè)控裝置保護(hù)裝置保護(hù)裝置對(duì)時(shí)總線MODEM調(diào)度220KV及以上變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：1.面向間隔對(duì)象設(shè)計(jì)的2.分層分布式結(jié)構(gòu)模式3.單層網(wǎng)為主,保護(hù)和故障錄波宜單獨(dú)組網(wǎng)4.高壓保護(hù)的可靠性要求高,因而保護(hù)與測(cè)控獨(dú)立三.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.防誤閉鎖技術(shù)3.分散式同期合閘技術(shù)4.時(shí)鐘同步技術(shù)5.分散式故障錄波技術(shù)6.分散式小電流接地選線技術(shù)1.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)8.分散式母線保護(hù)技術(shù)9.電壓無(wú)功控制技術(shù)7.分散式低周減載技術(shù)10.保護(hù)信息管理技術(shù)1.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)●網(wǎng)絡(luò)層完成信息傳遞和系統(tǒng)對(duì)時(shí)等功能●流行兩種網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)：即雙層網(wǎng)和單層網(wǎng)結(jié)構(gòu)

●采用的現(xiàn)場(chǎng)總線有：Lonworks、Canbus、WorldFIP、Profibus等，速率為1~12M●以太網(wǎng)通信方式，速率為10M/100M自適應(yīng)開(kāi)放性實(shí)時(shí)性方便性可靠性安全性關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線：

●背景:現(xiàn)場(chǎng)總線是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的IED之間數(shù)據(jù)通信總線,是工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)＜已兄瞥龅?是實(shí)業(yè)派的,更注重于經(jīng)濟(jì)實(shí)用●特點(diǎn):聯(lián)接簡(jiǎn)單,分散性,延伸性,軟硬件相對(duì)簡(jiǎn)單,成本低,可靠●缺點(diǎn):種類太多,無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),無(wú)互聯(lián)性,速率有限關(guān)于以太網(wǎng)：

●背景:從IT產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)來(lái)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),是大學(xué)教授和學(xué)術(shù)單位研制出來(lái)的,是學(xué)院派的,更注重未來(lái)發(fā)展●特點(diǎn):高速,高寬帶帶來(lái)高擴(kuò)充性,可統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),可靠●缺點(diǎn):聯(lián)結(jié)不如總線方便,成本高●現(xiàn)場(chǎng)總線是面向底層設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò),解決IED之間通信的低端應(yīng)用●以太網(wǎng)最初是應(yīng)用于上層(管理層)的通信網(wǎng)絡(luò)的高端應(yīng)用●隨著工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展,以太網(wǎng)設(shè)備成本下降,正在走向低端產(chǎn)品,用以太網(wǎng)一統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)世界為時(shí)不遠(yuǎn)2.防誤閉鎖技術(shù)?何為“五防”:(1)

防止誤分、誤合開(kāi)關(guān)

(2)

防止帶負(fù)荷拉、合隔離刀閘

(3)

防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)

(4)

防止帶接地線(接地刀閘)合開(kāi)關(guān)(隔離刀閘)(5)防止誤入帶電間隔

?變電站的防誤裝置:微機(jī)防誤閉鎖、電氣閉鎖、電磁閉鎖、機(jī)械聯(lián)鎖、機(jī)械程序鎖、機(jī)械鎖、帶電顯示裝置等

3.同期合閘技術(shù)對(duì)斷路器的合閘操作,按開(kāi)關(guān)兩側(cè)電壓判斷我們一般分為下列兩種情況:1.無(wú)壓情況下(一側(cè)無(wú)壓或兩側(cè)無(wú)壓)的合閘操作簡(jiǎn)稱“無(wú)壓合閘”2.有壓情況下(兩側(cè)都有壓)下的合閘操作簡(jiǎn)稱“有壓合閘”;有壓情況又按系統(tǒng)頻率分為同頻和差頻兩種運(yùn)行方式,同頻運(yùn)行方式下的合閘操作我們稱為“環(huán)網(wǎng)合閘”,差頻運(yùn)行方式下的合閘操作我們稱為“準(zhǔn)同期合閘”

┌無(wú)壓合閘∣合閘-∣┌環(huán)網(wǎng)合閘(同頻:一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng),頻率相同,

∣∣相角差固定小于定值)└有壓合閘-∣

└準(zhǔn)同期合閘(差頻:兩個(gè)系統(tǒng)網(wǎng),頻率不相同,相角差發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))4.時(shí)鐘同步技術(shù)?時(shí)鐘基本上采用GPS衛(wèi)星時(shí)鐘授時(shí)裝置提供時(shí)間及裝置內(nèi)部時(shí)鐘技術(shù)GPS授時(shí)裝置具有內(nèi)部時(shí)鐘測(cè)控裝置?目前采用兩種主要的時(shí)間同步技術(shù)有:(1)網(wǎng)絡(luò)或總線時(shí)間協(xié)議傳輸●方式1:串口或現(xiàn)場(chǎng)總線,通過(guò)通信對(duì)時(shí)報(bào)文對(duì)時(shí)同步,CPU中斷響應(yīng)●方式2:以太網(wǎng)時(shí)間協(xié)議(NTP)優(yōu)點(diǎn):共享自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道缺點(diǎn):準(zhǔn)確度只能達(dá)到毫秒級(jí)(2)直接硬連接時(shí)間傳輸方式1:秒或分脈沖同步方式2:IRIG-B碼同步對(duì)時(shí)同步優(yōu)點(diǎn):準(zhǔn)確度達(dá)到微秒級(jí)缺點(diǎn):硬接線連接,增加電纜監(jiān)控工作站現(xiàn)場(chǎng)總線第三方智能設(shè)備協(xié)議對(duì)時(shí)(串口)保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485總控通信單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）測(cè)控裝置保護(hù)裝置時(shí)間同步總線(脈沖或IRIG-B碼)協(xié)議對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)時(shí)?將來(lái)比較合理的時(shí)間同步方式:(1)基于網(wǎng)絡(luò)的精確同步(IEEE1588PTP協(xié)議)(2)IRIG-B碼?何為IEEE1588的精確同步時(shí)鐘的協(xié)議(PTP):(1)實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)高精度的時(shí)鐘同步(2)IEEE1588協(xié)議采用分層的主從式模式進(jìn)行時(shí)鐘同步,采用軟硬件結(jié)合的方法,在以太網(wǎng)物理層上通過(guò)時(shí)標(biāo)生成器交互準(zhǔn)確時(shí)間?何為IRIG-B碼:

IRIG-B格式時(shí)間碼（簡(jiǎn)稱B碼）為國(guó)際通用時(shí)間格式碼，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)統(tǒng)設(shè)備(GPS)送來(lái)的IRIG-B碼，接受設(shè)備通過(guò)解碼解出時(shí)、分、秒，并加入毫秒(或秒脈沖)信息,送入主計(jì)算機(jī)，以校準(zhǔn)本機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間監(jiān)控工作站第三方智能設(shè)備IEEE1588協(xié)議同步保護(hù)測(cè)控裝置總控通信單元測(cè)控裝置保護(hù)裝置時(shí)間同步總線(IRIG-B碼)以太網(wǎng)時(shí)鐘1時(shí)鐘2四.變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)●

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用.基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn).提高互操作性，工程實(shí)現(xiàn)方便.面向?qū)ο?，即面向設(shè)備●變電站自動(dòng)化系統(tǒng)高集成化方向發(fā)展.新型的大規(guī)模集成電路進(jìn)一步應(yīng)用在保護(hù)和測(cè)控裝置上,將使電路板更加小型集成化,裝置通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力更強(qiáng).將控制、保護(hù)、故障錄波、事件記錄和運(yùn)行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能,通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)集成在一個(gè)裝置內(nèi).間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級(jí)間的通信可統(tǒng)一用一層網(wǎng)即光纖以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)●變電站自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)字化方向發(fā)展.智能開(kāi)關(guān)設(shè)備、光電式電壓和電流互感器、智能電子裝置(IED)等的研制.智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路逐漸取代傳統(tǒng)的一次回路,數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào).國(guó)內(nèi)外情況,ABB插接式智能組合電器(PASS)、SF6氣體絕緣開(kāi)關(guān)(GIS)、高壓直流(HVDC)及中低壓開(kāi)關(guān)柜中得到應(yīng)用電子式TA、TV的優(yōu)點(diǎn)1）體積小、重量輕，電壓高時(shí)更是如此；2）便于和數(shù)字設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)智能化多功能；3）絕緣性能好，造價(jià)低；4）不含鐵芯，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問(wèn)題；5）暫態(tài)特性好，測(cè)量精度高；6）頻率響應(yīng)范圍寬。五、通信系統(tǒng)的構(gòu)成

簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端、調(diào)制解調(diào)器、通信線路、通信處理機(jī)和主計(jì)算機(jī)組成。

模擬信道數(shù)字信道模擬信道數(shù)字信道數(shù)據(jù)終端調(diào)制解調(diào)器通信處理機(jī)通信處理機(jī)調(diào)制解調(diào)器主計(jì)算機(jī)邏輯信道5.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成

(1)數(shù)據(jù)終端。電力系統(tǒng)被監(jiān)控設(shè)備與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)之間的接口，能夠把電氣模擬信號(hào)或狀態(tài)量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信息向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)送出，也能夠把從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中接受到的控制調(diào)節(jié)指令(或經(jīng)轉(zhuǎn)換)向受控對(duì)象發(fā)出。(2)調(diào)制解調(diào)器。較遠(yuǎn)距離的通信往往采用模擬信道。調(diào)制解調(diào)器的作用是二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列調(diào)制成模擬信號(hào)或把模擬信號(hào)解調(diào)成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)與模擬信道之間的連接橋梁。對(duì)近距離的通信，可直接采用數(shù)字式通信。5.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成

(3)通信線路?？梢允遣捎霉猛ㄐ啪€路或?qū)Ｓ猛ㄐ啪€路，可以是直接連接，也可以是經(jīng)過(guò)通信處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。(4)通信處理機(jī)。承擔(dān)通信控制任務(wù)，完成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度與通信線路傳輸速度間的區(qū)配緩沖，對(duì)傳輸信道產(chǎn)生的誤碼和故障進(jìn)行檢測(cè)控制，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流向與密度根據(jù)要求進(jìn)行路由選擇和邏輯信道的建立與拆除。(5)主計(jì)算機(jī)。集中數(shù)據(jù)終端采集到的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行判別、分析與控制。5.2通信信道

進(jìn)行通信的通道又稱為“信道”。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，各站點(diǎn)之間的信息交流都需依靠信道完成。電力系統(tǒng)通信的信道種類很多，由于電力系統(tǒng)通信的重要性和特殊性，其發(fā)展以電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和發(fā)展為前提條件。以下介紹電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)中使用的信道種類。5.2通信信道

1)按數(shù)據(jù)傳輸媒介的不同，數(shù)據(jù)傳輸信道可分為有線信道和無(wú)線信道兩類。有線信道包括：電力線載波、通信電纜、光纖、現(xiàn)場(chǎng)總線等。無(wú)線信道包括：無(wú)線電廣播、微波、衛(wèi)星通信等。

2)按數(shù)據(jù)傳輸形式的不同，數(shù)據(jù)傳輸信道可分為模擬信道和數(shù)字信道兩類。5.3通信方式5.3.1數(shù)據(jù)通信的基本方式按數(shù)據(jù)傳輸方向，可將通信系統(tǒng)分為:(1)單工通信系統(tǒng)(Simplex)(2)半雙工通信系統(tǒng)(HalfDuplex)(3)全雙工通信系統(tǒng)(FullDuplex)

(1)單工通信系統(tǒng)。單工通信是使用者只能向一個(gè)方向傳輸信息，傳輸信道上信號(hào)傳送方向是固定不變的。(2)半雙工通信系統(tǒng)。它是信道兩側(cè)的設(shè)備都具有信號(hào)發(fā)送和接收能力，但發(fā)送和接收不能同時(shí)工作，即某一時(shí)刻信只能一個(gè)方向傳輸。平時(shí)兩側(cè)設(shè)備均處于接收狀態(tài)，以便隨時(shí)響應(yīng)對(duì)側(cè)的呼叫。信息傳輸過(guò)程中，呼叫、響應(yīng)、傳輸、接收交替進(jìn)行。半雙工方式也可以用雙線實(shí)現(xiàn)(3)全雙工通信系統(tǒng)。全雙工通信的雙方由控制器協(xié)調(diào)發(fā)送與接收之間的工作，信道上的信號(hào)可雙向流動(dòng)，即發(fā)送與接收可以同時(shí)進(jìn)行。

5.3.2異步通信和同步通信

1、異步通信根據(jù)數(shù)據(jù)通信的基本原理，實(shí)現(xiàn)正確地通信所必要的條件，就是通信過(guò)程中保持收發(fā)雙方的時(shí)鐘一致。實(shí)際上收發(fā)雙方往往相距很遠(yuǎn)，且接收端的時(shí)鐘常常是獨(dú)立產(chǎn)生的，難以保證與發(fā)送端時(shí)鐘完全同步。為了滿足這種條件下的通信最低要求，提出一個(gè)簡(jiǎn)便的方法就是異步通信。異步傳輸時(shí)，每個(gè)傳送的字符都有一個(gè)附加的起始位和一個(gè)或多個(gè)停止位。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

2、同步通信

由于異步傳輸時(shí)，對(duì)每個(gè)字符都使用起始位和停止位，因此在需要傳送大量數(shù)據(jù)塊的場(chǎng)合就顯得太浪費(fèi)了。這時(shí)使用同步傳輸，它把每個(gè)完整的數(shù)據(jù)塊（幀）作為整體來(lái)傳輸。為使接收設(shè)備能準(zhǔn)確的接收數(shù)據(jù)塊的信息，需要做到：（1）接收器和發(fā)送器之間的比特（位）或時(shí)鐘同步，這可以通過(guò)設(shè)法把發(fā)送端的時(shí)鐘信息載入傳送的比特流中，然后由接收器來(lái)提取的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）所有的幀由一個(gè)或多個(gè)保留字作前導(dǎo)，以確保接收器按正確的字節(jié)邊界可靠地接收比特流。（3）每一幀內(nèi)容有幀起始符和幀結(jié)束符標(biāo)識(shí)。5.4數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化體系由三個(gè)層次組成，廠站內(nèi)系統(tǒng)、主站與廠站之間、主站側(cè)系統(tǒng)。廠站內(nèi)的站級(jí)通信總線和間隔級(jí)通信總線都應(yīng)采用基于以太網(wǎng)的IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)；主站與廠站之間的數(shù)據(jù)通信可采用IEC60870一6TASE．2或擴(kuò)展的IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)；主站側(cè)各應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)遵從：IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)(CIM／CIS)。通信規(guī)約可分為循環(huán)傳送式規(guī)約、應(yīng)答式規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約。5.4.1循環(huán)傳送式規(guī)約

循環(huán)傳送式規(guī)約是一種以廠站端RTU為主動(dòng)端自發(fā)地不斷循環(huán)向調(diào)度中心上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約。在廠站端與調(diào)度中心的遠(yuǎn)動(dòng)通信中，RTU周而復(fù)始地按一定規(guī)則向調(diào)度中心傳送各種遙測(cè)、遙信、數(shù)字量、事件記錄等信息。調(diào)度中心也可以向RTU傳送遙控、遙調(diào)命令以及時(shí)鐘對(duì)時(shí)等信息。在循環(huán)傳送方式下，RTU無(wú)論采集到的數(shù)據(jù)是否變化，都以一定的周期周而復(fù)始的向主站傳送。循環(huán)方式下RTU獨(dú)占整個(gè)通道；5.4.1循環(huán)傳送式規(guī)約

循環(huán)式規(guī)約的特點(diǎn)主要有：(1)、數(shù)據(jù)傳送以現(xiàn)場(chǎng)端為主，由于采用循環(huán)式規(guī)約的RTU不斷循環(huán)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)給主站，而主站被動(dòng)接收，即使發(fā)生暫時(shí)通信失敗丟失一些數(shù)據(jù)，當(dāng)通信恢復(fù)正常后，被丟失的信息仍有機(jī)會(huì)上報(bào)，而不致于造成顯著危害，因此這種方式對(duì)通道的要求不高，適合于在我國(guó)質(zhì)量比較差的通道環(huán)境下使用。(2)、數(shù)據(jù)格式在發(fā)送端與接收端事先約定好，按時(shí)間順序首先發(fā)送起始SYN同步字，然后依次發(fā)送以8位的字節(jié)作為基本單位的控制字和信息字，如此周而復(fù)始，連續(xù)循環(huán)發(fā)送。

(3)、循環(huán)式規(guī)約采用信息字校驗(yàn)的方式，將整檢信息化整為零，當(dāng)某個(gè)字符出錯(cuò)時(shí)，只需丟棄相應(yīng)的信息字即可，而其它校驗(yàn)正確的信息字就可以接收處理，大大提高了傳輸數(shù)據(jù)的利用率，從而更加適合于在我國(guó)質(zhì)量比較差的通道環(huán)境下使用。(4)、循環(huán)式規(guī)約采用遙信變位優(yōu)先插入傳送的方式，重要數(shù)據(jù)發(fā)送周期短，大大提高了事故信息傳送的相應(yīng)速度，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。由于采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)不斷循環(huán)上報(bào)的策略，一般數(shù)據(jù)發(fā)送周期長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性較差，主站對(duì)一般遙測(cè)量變化的響應(yīng)速度慢。

(5)、循環(huán)式規(guī)約的容量較應(yīng)答式規(guī)約大得多，可以傳送512路遙信量和256路遙測(cè)量。(6)、循環(huán)式規(guī)約允許多個(gè)從站和多個(gè)主站間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于采用循環(huán)式規(guī)約的RTU自發(fā)地不斷循環(huán)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，因此通道必須采用全雙工通道，并且不允許多臺(tái)RTU共線連接，而只能采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式連接。5.4.2應(yīng)答式規(guī)約

應(yīng)答式規(guī)約是一個(gè)以調(diào)度中心為主動(dòng)的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約。RTU只有在調(diào)度中心查詢以后，才向調(diào)度中心發(fā)送回答信息。調(diào)度中心按照一定規(guī)則向各個(gè)RTU發(fā)出各種詢問(wèn)報(bào)文。RTU按詢問(wèn)報(bào)文的要求以及RTU的實(shí)際狀態(tài)，向調(diào)度中心回答各種報(bào)文。調(diào)度中心也可以按需要對(duì)RTU發(fā)出各種控制RTU運(yùn)行狀態(tài)的報(bào)文。RTU正確接收調(diào)度中心的報(bào)文后，按要求輸出控制信號(hào)；并向調(diào)度中心回答相應(yīng)報(bào)文。在應(yīng)答式規(guī)約中，RTU有問(wèn)必答，當(dāng)RTU收到主機(jī)查詢命令后，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)答，否則視為本次通信失敗。

5.4.2.1應(yīng)答式規(guī)約的優(yōu)點(diǎn)

(1)應(yīng)答式規(guī)約允許多臺(tái)RTU以共線的方式共用一個(gè)通道。這樣有助于節(jié)省通道，提高通道占用率，對(duì)于區(qū)域控制站和有較多數(shù)量的RTU通信的場(chǎng)合，這種方式是很合適的。(2)應(yīng)答式規(guī)約可采用變化信息傳送策略，從而大大壓縮了數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度，提高了數(shù)據(jù)傳送速度。(3)應(yīng)答式規(guī)約既可以采用全雙工通道，也可以采用半雙工的通道，既可以采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，又可以采用一點(diǎn)多址或環(huán)形結(jié)構(gòu)，因此通道適應(yīng)性強(qiáng)。

5.4.2.2應(yīng)答式規(guī)約的不足的地方

(1)由于應(yīng)答式規(guī)約為非主動(dòng)上報(bào)規(guī)約，主站對(duì)數(shù)據(jù)的采集速度慢，尤其是當(dāng)通道的傳輸速率較低的情形。(2)由于采用變化信息傳送策略，應(yīng)答式規(guī)約對(duì)信道的要求較高，因?yàn)橐淮瓮ㄐ攀?huì)帶來(lái)比較大的損失，雖然可以采用通信失敗后補(bǔ)發(fā)的方法解決上述問(wèn)題，但補(bǔ)發(fā)次數(shù)有限，在通道質(zhì)量較差時(shí)，仍會(huì)發(fā)生重要信息(如SOE)丟失的現(xiàn)象。4.4.2.2應(yīng)答式規(guī)約的不足的地方(3)應(yīng)答式規(guī)約往往采用整幀校驗(yàn)的方式，由于一幀信息量較大，因此出錯(cuò)的概率較大，校驗(yàn)出錯(cuò)后就必須整幀丟棄，并阻止重發(fā)幀，從而更加降低了實(shí)時(shí)性。(4)當(dāng)出現(xiàn)由于出錯(cuò)棄幀的情況時(shí)，必須經(jīng)過(guò)重新詢問(wèn)，RTU才重發(fā)前面由于出錯(cuò)而被丟棄的數(shù)據(jù)幀。(5)規(guī)約一般適用于多個(gè)從站和一個(gè)主站間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。5.5信息傳輸過(guò)程a.遙信的傳輸過(guò)程◆沒(méi)有發(fā)生遙信變位的情況以一定的周期通過(guò)召喚（問(wèn)答式規(guī)約）或主動(dòng)上送（循環(huán)式規(guī)約）的形式將靜態(tài)的數(shù)據(jù)上送◆發(fā)生變位產(chǎn)生COS和SOE，并優(yōu)先于其他靜態(tài)數(shù)據(jù)傳送，COS的優(yōu)先級(jí)比SOE的優(yōu)先級(jí)要高b.遙測(cè)的傳輸過(guò)程◆一般情況以一定的周期通過(guò)召喚或主動(dòng)上送的形式將靜態(tài)的數(shù)據(jù)上送◆發(fā)生超過(guò)閥值的變位（部分規(guī)約要求）產(chǎn)生變化遙測(cè)，并優(yōu)先于其他靜態(tài)數(shù)據(jù)傳送，比COS和SOE的優(yōu)先級(jí)要低常見(jiàn)于IEC101、IEC104等調(diào)度規(guī)約內(nèi)使用1.7信息傳輸過(guò)程c.遙控的傳輸過(guò)程◆命令由操作員或自動(dòng)監(jiān)視過(guò)程啟動(dòng)，分為直接命令過(guò)程、選擇和執(zhí)行命令◆一般均采用選擇和執(zhí)行命令過(guò)程◆選擇和執(zhí)行命令：在主站預(yù)發(fā)對(duì)操作對(duì)象的選擇命令到子站，子站將相應(yīng)命令發(fā)送至操作設(shè)備，操作設(shè)備將準(zhǔn)備（不進(jìn)行控制操作）結(jié)果返回，子站上送返校報(bào)文，主站收到返校報(bào)文后對(duì)準(zhǔn)備結(jié)果進(jìn)行檢查，并發(fā)出執(zhí)行（或撤銷）命令，子站通知操作設(shè)備執(zhí)行（或撤銷）操作變電站自動(dòng)化系統(tǒng)指將變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)、信號(hào)、測(cè)量等功能的電氣二次設(shè)備，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對(duì)變電站進(jìn)行運(yùn)行操作、信息遠(yuǎn)傳和綜合協(xié)調(diào)的自動(dòng)化系統(tǒng)。分層式一種將元素按不同級(jí)別組織起來(lái)的方式。其中，較上級(jí)的元素對(duì)較下級(jí)的元素具有控制關(guān)系。分布式指變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成在資源邏輯或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的分布，主要強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)研究處理上的分布問(wèn)題和功能上的分布問(wèn)題。分散式指變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成在物理意義上相對(duì)于集中而言，強(qiáng)調(diào)了要面向?qū)ο蠛偷乩砦恢蒙系姆稚?。?shù)據(jù)采集將現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理對(duì)相關(guān)設(shè)備和各種數(shù)據(jù)所進(jìn)行的系統(tǒng)化操作，用于支持系統(tǒng)完成監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和記錄等功能。六、主要術(shù)語(yǔ)

監(jiān)控通過(guò)對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行連續(xù)或定期的監(jiān)測(cè)來(lái)核實(shí)功能是否被正確執(zhí)行，并使它們的工作狀況適應(yīng)于變化的運(yùn)行要求。接口兩個(gè)不同系統(tǒng)或?qū)嶓w的界面和連接設(shè)備。通信規(guī)約啟動(dòng)和維持通信所必需的嚴(yán)格步驟，即必須有一套關(guān)于信息傳輸順序、信息格式和信息內(nèi)容等規(guī)約。串行通信兩臺(tái)設(shè)備之間（或稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間）的所有通信通過(guò)單一通信通道串行傳輸?shù)囊环N方式。間隔層由I/O測(cè)控裝置、通信網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)信息采集器等構(gòu)成面向單元設(shè)備的就地測(cè)量控制層。站控層由主計(jì)算機(jī)、操作員站、工程師站、遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備、智能接口設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備等構(gòu)成，面向全變電站進(jìn)行運(yùn)行管理的中心控制層。主計(jì)算機(jī)、操作員站、工程師站宜集成為主機(jī)兼操作員及工程師站。繼電小室位于配電裝置內(nèi)或附近，安裝繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、變送器、電能表及記錄儀表、輔助繼電器屏、接地控制層設(shè)備的獨(dú)立房間。電磁騷擾使器件、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的任何電磁現(xiàn)象。電磁干擾由電磁騷擾所引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的降低。抗擾性器件、設(shè)備或系統(tǒng)在電磁騷擾存在時(shí)，不降低性能運(yùn)行的能力。電磁兼容性設(shè)備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中正常工作且不對(duì)該環(huán)境中其它設(shè)備造成不可承受的電磁騷擾的能力。智能接口設(shè)備連接變電站內(nèi)不能直接接入站控層網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備，提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，接入自動(dòng)化系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分類◆全數(shù)據(jù)（靜態(tài)數(shù)據(jù)，一般定期發(fā)送）遙信、遙測(cè)◆變化數(shù)據(jù)（有變化時(shí)優(yōu)先發(fā)送）

COS（需要優(yōu)先傳送）

SOE（帶有時(shí)標(biāo)）變化遙測(cè)（需要設(shè)置門檻值，可選）變化遙信事件順序記錄SOE:Sequenceofevents事件順序COS:ChangingofSignal變化遙信

七、運(yùn)行維護(hù)（1）定期核對(duì)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的正確性；（2）進(jìn)行主、備通道切換；（3）檢查各通信口的運(yùn)行工況，必要時(shí)進(jìn)行校時(shí)或返校試驗(yàn)；（4）UPS蓄電池充放電、逆變電源交直流切換；（5）檢查后臺(tái)機(jī)的運(yùn)行工況；（6）檢查各設(shè)備顯示屏工況；（7）檢查其他功能；（8）清潔設(shè)備。八、常見(jiàn)故障

8.1遙測(cè)故障自動(dòng)化系統(tǒng)遙測(cè)故障主要有以下幾種情況:a.調(diào)度監(jiān)控畫面顯示某一條線路的I/P/Q均為死數(shù)處理方法：（1）檢查調(diào)度端畫面關(guān)聯(lián)是否正確；（2）前置機(jī)碼值是否刷新；（3）分站測(cè)控單元是否失電；（4）測(cè)控裝置遙測(cè)數(shù)據(jù)顯示是否正常通信中斷（芯片故障或程序跑死）交流采樣板故障或外部回路TV失壓TA短路b.調(diào)度監(jiān)控畫面顯示某一條線路的I刷新，P/Q均為死數(shù)處理方法：（1）檢查調(diào)度端畫面關(guān)聯(lián)是否正確；（2）前置機(jī)碼值是否刷新；初步判斷分站測(cè)量PT失壓（3）用萬(wàn)用表檢查測(cè)量PT輸入端子電壓是否正常；正常：交流采樣電壓回路故障，更換插件（注意安措到位）不正常：檢查PT電壓空開(kāi)是否投入或回路保險(xiǎn)有無(wú)損壞c.調(diào)度監(jiān)控畫面顯示某一條線路的I正常，P/Q數(shù)值在0附近波動(dòng)處理方法：（1）檢查調(diào)度端畫面關(guān)聯(lián)是否正確；（2）初步判斷分站接線方式應(yīng)為二表法且電流有一相極性反；如何判斷哪一相極性反？短接電流回路A相或C相，若短接A相使功率讀數(shù)增大，短接C相使功率讀數(shù)為負(fù)。判斷出，A相電流極性錯(cuò)誤。

d.其他遙測(cè)故障現(xiàn)象及分析：（1）調(diào)度監(jiān)控畫面遙測(cè)數(shù)據(jù)刷新慢與門檻值和遙測(cè)類別（A類每2s上送B類每10秒上送C類不上送）有關(guān)系；（2）調(diào)度監(jiān)控畫面遙測(cè)數(shù)據(jù)不對(duì)可能與CT更換后系數(shù)沒(méi)有及時(shí)修改有關(guān)系。8.2遙信故障

自動(dòng)化系統(tǒng)遙信故障主要有以下幾種情況:a.調(diào)度監(jiān)控畫面調(diào)度畫面顯示某線路無(wú)開(kāi)關(guān)位置，原先正常原因分析：（1）信號(hào)線松動(dòng)或斷線；（2）光耦壞；（3）輔助接點(diǎn)壞；（4）公共端失電；（5）遙信類別設(shè)置被更改。b.調(diào)度監(jiān)控畫面調(diào)度畫面顯示一批遙信數(shù)據(jù)不刷新原因分析：（1）公共端失電；（2）對(duì)應(yīng)遙信板失電或故障；（3）測(cè)控單元地址錯(cuò)誤、故障或通信中斷.8.3遙控故障a.遙控返校超時(shí)大多為通信問(wèn)題：調(diào)度通道受干擾下行產(chǎn)生誤碼，測(cè)控單元與總控通信中斷，也可能是測(cè)控單元硬件故障，遠(yuǎn)方/就地把手在”就地”（遙控返校直接到測(cè)控單元的）,控制回路斷線。b.遙控拒動(dòng)的原因有：保護(hù)屏或開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)方/就地把手在”就地”,遙控壓板未投入，控制回路斷線，測(cè)控裝置出口板故障，有一種情況需要特別注意：遙控模塊的工作電源有問(wèn)題，發(fā)生瞬時(shí)突變，遙控模塊不能正常工作，返校正確，但執(zhí)行根本不響應(yīng)。8.4遙調(diào)故障

遙調(diào)拒動(dòng)的原因有：遙調(diào)