基于STD總線的變電站監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)

　　隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化水平的提高，對(duì)變電站監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可用性的要求越來越高。變電站遠(yuǎn)方通信技術(shù)成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)介紹一種應(yīng)用于縣級(jí)35 kV等級(jí)變電站遠(yuǎn)動(dòng)通信的設(shè)計(jì)方案。
1　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　該系統(tǒng)應(yīng)用于縣級(jí)35 kV變電站，變電站的微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)采用STD總線5000系列工業(yè)控制機(jī)，縣調(diào)采用異步串行通信方式接收變電站傳送的信息，采用CDT規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)。根據(jù)35 kV變電站的實(shí)際情況，以及縣調(diào)的通信要求，決定在原來的基礎(chǔ)上增加兩塊模板，一塊是康拓公司生產(chǎn)的STD 5621，雙RS－232C串行通信接口板，另一塊是調(diào)制解調(diào)板。系統(tǒng)以STD工業(yè)控制機(jī)為主機(jī)，通過RS－232串行通信板與縣調(diào)通信。由于變電站與縣調(diào)相距遙遠(yuǎn)，而RS－232C傳輸距離不過幾十米，故在STD總線上接調(diào)制解調(diào)器板。由于系統(tǒng)采用遠(yuǎn)動(dòng)信息以300 bps低速傳輸，所采用的調(diào)制解調(diào)板可設(shè)置為移頻鍵控方式。從調(diào)制解調(diào)板發(fā)出的信息可采用微波信道或電力載波線路傳至縣調(diào)。
2　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用8086匯編語言編程，編譯后轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言固化在EPROM中，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此占用的內(nèi)存空間小，運(yùn)行速度快，可直接訪問計(jì)算機(jī)的硬件部分。整個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)通信程序以周期性中斷方式插入原微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控程序中，在不影響原來程序的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方通信。
　　由于CDT方式要求廠站端循環(huán)不斷地發(fā)送信息至調(diào)度端，因此對(duì)雙RS－232C串行通信板初始化時(shí)，把它設(shè)計(jì)成接收、發(fā)送兩種通信方式。以接收方式接收遙調(diào)和遙控，以發(fā)送方式發(fā)送遙信和遙測(cè)。本系統(tǒng)的通信格式設(shè)定為：1個(gè)啟始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，采用偶校驗(yàn)方式，發(fā)送速率為300 bps。
　　系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通信所用數(shù)據(jù)為原微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，只向縣調(diào)傳送變電站的主要信息，如高、低側(cè)線路的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等。
3　軟件子模塊的介紹
　　系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通信軟件程序主要包括發(fā)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。發(fā)送主程序依CDT規(guī)約編程組裝遙測(cè)、遙信等信息幀，并將其送入發(fā)送通信緩沖區(qū)。STD 5621板串行通信口送來的遙控、遙調(diào)等信息幀送入接收通信緩沖區(qū)，接收主程序從接收緩沖區(qū)提取數(shù)據(jù)，依CDT規(guī)約進(jìn)行適當(dāng)處理，送入遙調(diào)、遙控等子程序去執(zhí)行。
　　發(fā)送主程序包括：遙測(cè)幀編輯組裝子程序模塊，遙信幀編輯組裝子程序，事件記錄幀編輯組裝子程序，電度幀編輯組裝模塊等子程序；接收主程序主要包括：遙調(diào)幀處理執(zhí)行模塊，遙控幀處理執(zhí)行模塊等子程序。
　　現(xiàn)以STD 5621串行通信板編輯子程序模塊、發(fā)送主程序模塊，以及遙測(cè)幀編輯組裝子程序模塊為例簡要說明遠(yuǎn)動(dòng)通信軟件設(shè)計(jì)。
3.1　STD 5621通用雙RS－232C串行通信接口板編程模塊
　　程序框圖如圖1所示。由于本系統(tǒng)使用的通信參數(shù)與原來通信板中監(jiān)控程序通信參數(shù)不同，需要重新對(duì)STD 5621板進(jìn)行初始化，包括波特率的設(shè)置和8251A的初始化。并且要注意，在8251A上電初始化之前，首先對(duì)8251A進(jìn)行軟復(fù)位，并在軟復(fù)位和8251A初始化程序之間加入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。通信參數(shù)初始化為：300 bit，1個(gè)啟始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，采用偶校驗(yàn)方式。四遙信息以數(shù)據(jù)位的形式通過STD 5621串行接口板，并以異步方式傳至縣調(diào)。由于在異步傳輸過程中，采用偶校驗(yàn)方式，在四遙信息幀組裝過程中，又采用了CRC校驗(yàn)方式，這樣同時(shí)采用兩種不同的校驗(yàn)方式，增強(qiáng)了編碼的檢、糾錯(cuò)能力，同時(shí)與上級(jí)縣調(diào)的通信規(guī)約完全兼容。

3.2　發(fā)送主程序模塊
　　程序框圖如圖2。該模塊包括：對(duì)遙測(cè)量、遙信量的編輯組裝，對(duì)事件記錄和變位遙信的處理。