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基于STD总线的变电站监控保护系统通信设计

时间:03-30 来源:互联网 点击:

  随着电力系统规模的扩大和自动化水平的提高,对变电站监控保护系统可靠性、经济性、可用性的要求越来越高。变电站远方通信技术成为变电站自动化系统的重要组成部分。现介绍一种应用于县级35 kV等级变电站远动通信的设计方案。
1 系统硬件设计
  该系统应用于县级35 kV变电站,变电站的微机保护和监控系统采用STD总线5000系列工业控制机,县调采用异步串行通信方式接收变电站传送的信息,采用CDT规定的帧结构。根据35 kV变电站的实际情况,以及县调的通信要求,决定在原来的基础上增加两块模板,一块是康拓公司生产的STD 5621,双RS-232C串行通信接口板,另一块是调制解调板。系统以STD工业控制机为主机,通过RS-232串行通信板与县调通信。由于变电站与县调相距遥远,而RS-232C传输距离不过几十米,故在STD总线上接调制解调器板。由于系统采用远动信息以300 bps低速传输,所采用的调制解调板可设置为移频键控方式。从调制解调板发出的信息可采用微波信道或电力载波线路传至县调。
2 系统软件设计
  系统软件设计采用8086汇编语言编程,编译后转化为机器语言固化在EPROM中,程序采用模块化结构,因此占用的内存空间小,运行速度快,可直接访问计算机的硬件部分。整个远动通信程序以周期性中断方式插入原微机保护和监控程序中,在不影响原来程序的基础上,实现远方通信。
  由于CDT方式要求厂站端循环不断地发送信息至调度端,因此对双RS-232C串行通信板初始化时,把它设计成接收、发送两种通信方式。以接收方式接收遥调和遥控,以发送方式发送遥信和遥测。本系统的通信格式设定为:1个启始位,8个数据位,1个停止位,采用偶校验方式,发送速率为300 bps。
  系统的远动通信所用数据为原微机保护和监控系统采集的数据,只向县调传送变电站的主要信息,如高、低侧线路的电压、电流、开关状态和保护动作信号等。
3 软件子模块的介绍
  系统的远动通信软件程序主要包括发送主程序、接收主程序以及STD 5621板串行通信口初始化子程序。发送主程序依CDT规约编程组装遥测、遥信等信息帧,并将其送入发送通信缓冲区。STD 5621板串行通信口送来的遥控、遥调等信息帧送入接收通信缓冲区,接收主程序从接收缓冲区提取数据,依CDT规约进行适当处理,送入遥调、遥控等子程序去执行。
  发送主程序包括:遥测帧编辑组装子程序模块,遥信帧编辑组装子程序,事件记录帧编辑组装子程序,电度帧编辑组装模块等子程序;接收主程序主要包括:遥调帧处理执行模块,遥控帧处理执行模块等子程序。
  现以STD 5621串行通信板编辑子程序模块、发送主程序模块,以及遥测帧编辑组装子程序模块为例简要说明远动通信软件设计。
3.1 STD 5621通用双RS-232C串行通信接口板编程模块
  程序框图如图1所示。由于本系统使用的通信参数与原来通信板中监控程序通信参数不同,需要重新对STD 5621板进行初始化,包括波特率的设置和8251A的初始化。并且要注意,在8251A上电初始化之前,首先对8251A进行软复位,并在软复位和8251A初始化程序之间加入适当的延时。通信参数初始化为:300 bit,1个启始位,8个数据位,1个停止位,采用偶校验方式。四遥信息以数据位的形式通过STD 5621串行接口板,并以异步方式传至县调。由于在异步传输过程中,采用偶校验方式,在四遥信息帧组装过程中,又采用了CRC校验方式,这样同时采用两种不同的校验方式,增强了编码的检、纠错能力,同时与上级县调的通信规约完全兼容。

3.2 发送主程序模块
  程序框图如图2。该模块包括:对遥测量、遥信量的编辑组装,对事件记录和变位遥信的处理。

3.3 遥测帧编辑组装子程序模块
  程序框图如图3。即对众多遥测量按照重要程度,组装成不同的帧,送入发送缓冲区。

4 结束语
  此系统以周期性中断方式插入到微机保护和监控程序中,编程中采用模块化设计,各子系统在结构、功能上相互独立,便于生产、调试、维护、检修。同时采用偶校验和CRC校验,使系统具有高的可靠性和抗干扰能力,功能完善适应性广,体现了可靠、实用、先进的统一。

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