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现场总线在调度自动化中的应用

供稿:中国工控网 2001/9/14 19:16:00

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现场总线在调度自动化中的应用
  
  □沈阳电力高等专科学校 杨庆柏
  
    1系统构成
  
  基于现场总线的调度自动化系统主要由厂站端系统、调度端系统和通信系统构成。
  
  (1)厂站端系统
  
  厂站端(发电厂、变电站端)的监测与控制系统由前端智能单元、工控机、网络通信管理适配卡、专用调制解调器Modem和相应软件组成。
  
  1)前端智能单元。前端智能单元一方面完成对各线路电流(A相、B相和C相)、电压(A相、B相和C相电压;AB相间电压;BC相间电压;CA相间电压)、三相/单相有功功率、三相/单相无功功率、三相/单相正有功电能、三相/单相负有功电能、三相/单相正无功电能、三相/单相负无功电能、三相/单相功率因数以及周波等电参量的测量;另一方面还要完成对各开关状态的检测和控制。前端智能单元一般采用16位微处理机系统,主要包括采集控制逻辑、模拟信号处理、开关量输入输出处理、通信处理、系统监测与保护、实时时钟及电源部分。前端智能单元能在恶劣的电磁环境下可靠工作,并可安装在户外的端子箱内。
  
  2)工控机。工控机用于显示厂站电气主接线及其运行状况、记录各种数据、显示各种曲线和图表、异常或事故报警及打印、信息转发和接收。一般变电站只需要一台工控机即可完成上述全部工作。在发电厂,根据监视点的需要可增加工控机的台数。
  
  3)网络通信管理适配卡。网络通信管理适配卡插在工控机的扩展槽上,通过现场总线实现前端智能单元和工控机之间的高速数据交换,并实现对网络的管理。
  
  4)Modem。Modem(调制解调器)是电力系统的专用Modem,它完成发电厂、变电站与调度端之间的数据通信。
  
  (2)调度端系统
  
  调度端对整个系统进行监视、控制和管理。调度端系统由工控机、调制解调设备、多路通信接口设备、大屏幕显示器构成。调制解调器Modem接收来自载波机的调制信号,同时调度端发出的命令又可通过Modem调制后送到载波通道,然后送到厂站端。多路通信接口完成多路数字信号与厂站端工控机的数据通信。大屏幕显示器用来显示电力网络图、电网参数和负荷曲线等。
  
  (3)数字通信
  
  厂站端与调度端之间的数据交换是通过数据通道传送的。目前电力系统有载波通道、微波通道和光纤通道等。对于载波通道和微波通道,需要在通道两端使用电力系统的专用调制解调器Modem,同一通道两端的Modem最好采用同一厂家同一型号的Modem。
  
  2系统特点
  
  基于现场总线的发电厂、变电站实时监测监控系统以及由此构成的调度自动化系统,既可避免使用大量电缆将PT(Potential Transformer,电压互感器)、CT(Current Transformer,电流互感器)二次侧电参数传送至中控室,又可减少线损造成的误差,提高了测量精度。此外还可取消中控室,实现无人值守,不但节约占地面积与基建投资,而且还可把运行人员从日夜值班的劳累中解放出来。基于现场总线的厂站实时监测监控系统与传统的厂站监测监控系统相比,具有如下特点:
  
  1)前端智能单元(或称现场智能设备)可安装于CT或PT端子箱内,对所采集的数据就地处理,然后进行数字化(通过现场总线)传送。
  
  2)网络由两根双绞线组网,故障率低,通信波特率高。
  
  3)解决了传统监测系统中CT和PT到中控室间的压降问题,测量精度高。
  
  4)抗干扰能力强,能在户外恶劣条件下运行。
  
  5)结构简单,体积小,安装、维修方便。
  
  由系统的上述特点,可以预言,基于现场总线的监测监控系统必将广泛应用于电力系统的发电厂和变电站中,而且它与数据通道、调度端监控系统一起将构成新一代的调度自动化系统。

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