微机保护变电站数据系统的升级完善

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摘 要：兴一变自动化变电站监控及调度数据系统，由于改造时间较早，受当时技术条件的限制，数据系统的集成和交换存在着不完善的地方。变电站的内部组网采取RS485方式组网，计算机安装Moxa通讯卡完成保护装置的数据集成，造成上传数据较慢及硬件故障频发，通讯的稳定性不好；调度数据采取的是第三方软件转发，稳定性较差，经常出现数据不转发等故障；电度表的数据受当时技术条件的限制无法采集电度表的数据等情况的影响。随着技术的不断进步和发展，现在已经能够完全解决这些问题。

关键词：通讯管理机；调度数据；通讯服务器

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A

1 系统介绍

兴一变隶属于辽河油田电力集团辖区内变电站，始建于70年代，于2000年改造为微机保护变电站。保护模块选用的是GE公司的SR系列保护管理继电器，后台监控系统采用的是Cimplicity4.0。模块和监控主机通过Moxa通讯卡完成数据采集和控制功能；调度系统是通过监控主机的转发程序，完成调度数据的上传功能；而电度表的电量数据采集和电量报表自动生成由于现场条件的限制未能实现。

2 改造方案

兴一变保护模块采用SR系列自动保护管理继电器，每个模块有两路485通讯口，均为MODBUSRTU规约。电度表为WS645规约。鉴于我们变电站现有设备及系统的实际情况，通过增加通讯管理机和通讯服务器重新组网，这样不仅稳定、速度快而且完全支持这两种规约，是最优的改造方案。其中保护模块的第一路485通讯口用来连接通讯服务器，替代原来用MOXA卡读取保护装置数据的方式，完成现场的数据采集和设备监控；第二路485通讯口用来连接通讯管理机（ThinkCore DA-661-16-LX），替代原来第三方软件，完成调度数据的采集和转发，把电度表的485通讯口和交直流屏的通讯口均接入通讯管理机，从而实现对电度表电量数据的采集上传及交直流数据的现场监控。系统改造后的结构图如下图1所示：

3 具体实施

3.1 现场监控数据采集

SR系列保护管理继电器，具有保护、控制、监视和测量功能，每个保护模块有两路485通讯口，均为MODBUSRTU规约。其中第一路485通讯口连接通讯服务器，用来完成现场数据的采集和监控功能。通讯服务器用来提供串口转网络服务，能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232/485/422串口与以太网接口进行数据双向透明传输，使得RS-232/485/422能够快速具备以太网接口，与TCP/IP网络进行连接，通过TCP/IP网络将串口数据传输至远端，通过以太网进行数据通信，取代了以前的MOXA卡，不仅设置简单，而且使通讯服务器与监控主机只需要一根网线连接，大大提高了通讯稳定性。

3.2 电力负荷数据采集

通过通讯管理机与控保模块相连，实现电力负荷数据的采集，存储在通讯管理机缓存数组cBuf里，达到调度数据转发的功能。

通讯管理机主要程序代码如下：

//读第一台设备的遥测和遥信

txbuffer1[0]=1；/*SlaveAddress*/

txbuffer1[1]=3；/*read fuction*/

iLen1 = read（iPortFD1， rxbuffer1，

200）； /*读到数组rxbuffer1中*/

if（iLen1>0）{

j=crc16（rxbuffer1，rxbuffer1[2]+3）；/*判断数据正确与否*/

if（（（rxbuffer1[0]==1）&&（rxbuffer1[1]==txbuffer1[1]））&&（rxbuffer1[3+rxbuffer1[2]]*256

+rxbuffer1[4+rxbuffer1[2]]）==j）{

iLen1=rxbuffer1[2]；

for（i=0；i

cBuf[i]=rxbuffer1[3+i]；/*往缓存数组里写值*/

3.3调度转发程序

将存储在缓存数组Cbuf里的数据分成遥信、遥测，然后按照CDT规约从端口11中以特定的速率转发出去。

主要程序代码如下：

//将所有要转发的遥信量挑选出来存放到缓存数组xbuffer11中

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6446]，xbuffer11[0]，0，0）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6268]，xbuffer11[0]，0，1）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6488]，xbuffer11[0]，0，2）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6228]，xbuffer11[0]，0，3）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6568]，xbuffer11[0]，0，4）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6128]，xbuffer11[0]，0，5）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6548]，xbuffer11[0]，0，6）；

xbuffer11[0]=bitset（cBuf[6188]，xbuffer11[0]，0，7）；

//将所有要转发的遥测量存放到缓存数组cdt中

//IA

cdt[0]=flo（cBuf[1762]，cBuf[1763]）/256；

cdt[1]=flo（cBuf[1762]，cBuf[1763]）%256；

3.4 电量数据采集

电度表通过Moxa通讯管理机的协议转换程序（将威胜协议转换成MODBUS TCP协议），将电量数据上传至后台监控系统，通过Cimplicity的日志（logging）功能记录进数据库的dianliang表中。交直流屏数据：CDT协议转换为Modbus Tcp协议。通讯管理机转换部分程序如下：

//第一块表，地址：1，正向无功

txbuffer13[0]=1； // 表地址

txbuffer13[1]=0x55； // 查询命令标志字 55H

txbuffer13[2]=0x06； // 标志地址低字节0x1006 为总无功

txbuffer13[3]=0x10； // 标志地址高字节

txbuffer13[4]=0x04； // 数据长度L：4个字节

for（n=0；n

txbuffer13[5]=sum&0xff；

sum=0；

txbuffer13[6]=0x0d； // 结束码

write（iportfd13，txbuffer13，7）；

结语

兴一变系统改造以来，运行稳定、数据可靠性高，解决了原现场监控系统存在的通信问题、调度转发问题和电量报表等技术问题。不同设备之间的数据通信迅速准确，大大提高了变电站综合自动化程度。

参考文献

[1]于书文.变电站综合自动化原理及应用[M].2010.