缩短变电站装置通讯连接工作用时

【摘要】

变电站是电力系统组成的一个重要环节，是电力网中线路的重要连接部分，其作用是变换电压、接收和分配电能、控制电力的流向和调整电压。变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，因此对变电站进行监控和管理具有十分重要的意义。

中图分类号：TM4文献标识码： A

变电站自动化系统,一直是电力系统应用最重要的部分。目前，变电站综合自动化装置大多数已实现微机自动控制，它们以通信网络技术为基础，把各种继电保护装置、自动装置与RTU或总控单元通过串口方式连接起来，使得各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站的运行监视和控制任务。

文中讨论了变电站自动化系统中各综自单元之间常规串行接口通信的连接方法,为应对变电站安装运行环境的干扰, 缩短装置间通讯连接工作用时，提出了连接装置间串口通信的改造方案,研制出了DB-9串口转化器，提高了保护装置通讯的可靠性，增强了电网的供电稳定性，并结合实际综合自动化系统,介绍在我公司变电站的实际应用情况。

一、问题诊断

变电站的综合自动化系统是以计算机技术为基础，以数据通信为手段，以信息共享为目标的综合性很强的一门技术。变电站实行自动化监控系统，在设备的安全稳定运行，提高供电的可靠性和供电质量，降低维护成本方面的作用是突出的，但在实际的建设和运行维护中存在着通讯、电磁干扰以及如何提高系统稳定性等问题。

基于变电站综合自动化系统在建设中对通信网络的要求，因具备接口简单，仅需一根信号电缆（双绞线、同轴电缆），便可实现多节点互联且可采用标准传输规约等优点，间隔层设备间的通信常采用RS-232或RS-485串行接口，利用串行接口管理模式将各综自装置利用屏蔽双绞线或同轴电缆组成网络。监控管理机可直接通过串口与串口服务器相连接，对各装置进行管理。

我公司部分变电站使用的是RCS-9000系列综合自动化装置。装置通讯方式采用串口连接。

变电站施工现场内综自装置离地面较高，且施工空间较小。现场制作需将通讯线与DB-9串口进行现场焊接，此串口体积很小，焊接工作受现场环境限制不易操作且用时较长，影响施工进程和质量。

二、管理提升目标

我们对两座变电站装置通讯连接用时做了以下的统计：其中35kV河西变装置个数为15台，通讯线敷设用时33分钟，通讯串口制作用时147分钟，串口制作平均用时要9.8分；而35kV石桥变装置个数为14台，通讯线敷设用时44分钟，通讯串口制作用时136分钟，串口制作平均用时要9.7分。

在河西变通讯串口制作用时的统计中，串口焊接用时120分钟，串口装配用时10分钟；石桥变通讯串口制作时，串口焊接用时112分钟，串口装配用时9分钟。

不难发现：现场对串口的焊接制作占据了装置通讯连接的绝大部分时间。如果能在变电站施工现场解决现场焊接难的问题，将单个串口的通讯连接用时缩短为2分钟以内，并且装置通讯正常，将会大大提高工作效率。

三、主要做法

我们决定研制一个工具来解决现场串口通讯头焊接难、制作用时长的问题。对此提出了三种解决方案：

方案1、事先焊好DB-9串口，留有足够长的引线，到现场后与开关柜端子排连接。

方案2、 制作一较大的转接排，先把DB-9串口与转接排焊接，到现场后，再将通讯线与转接排焊接。

方案3、研制一个印刷线路板，把DB-9串口通过线路板和一个端子排进行连接，在现场直接与装置串口对接后，通讯线与转接器的端子排压接。

通过对有效性、可实施性、经济性及可靠性多方面的比较，我们最终确定用方案3来制作一个DB-9串口转换器。

首先查阅有关DB-9串口的资料书籍，借鉴新的技术措施，确定了制作串口转接器的施工材料并绘制出串口转接器原理图。

准备好材料及确定了转换图原理图以后我们开始实施焊接，首先把DB-9串口与线路板连接，线路板上再焊接一个接线端子排，从而实现把串口内部端子引到外边的端子排。

在现场测试过程中，我们发现当通讯线较长，装置较多时，通讯受到的干扰比较大，影响了正常的通讯，为此又对串口转接器进行了改进，在串口转接器上加上了一个匹配电阻，并用跳线块来控制是否使用该匹配电阻。

使用新研制的DB-9串口转换器前后的对比见下图

使用改进后的DB-9串口转换器，单个串口的通讯连接用时缩短为2分钟以内，并且装置通讯正常。

四、成效分析

我们通过对传统DB-9串口焊接进行改良，制作出了DB-9串口转接器。采用串口转接器后使传统的DB-9串口连接方式由焊接改为端子压接，减少了现场工作时间，大大提高了串口的易用性和可操作性。

1、经济效益分析DB-9串口转换器的研制成功使我们的工作效率得到大幅度的提高，加快了施工进程，缩短了停电时间，增加了供电量。

2、社会效益分析（1）提高了保护装置通讯的可靠性，增强了电网的供电稳定性。（2）本次改良的成果具有良好推广价值，可推广应用在其他需要串口通讯的装置。

在此次活动中，自动化运维人员在质量意识、改进意识、参与意识等方面都有了很大的提高，取得了一定的成绩。今后我们还会不断提升持续创新能力，理论与实际相结合解决工作中存在的问题。

五、典型案例

2013年8月我们以35kV河西变为试点，对通讯串口进行了更换。

使用串口转接器后，15台装置通讯连接用时统计结果如下:完成时间18分钟，平均用时1.2分钟，装置通讯故障次数为零。

由此可见，通过我们的改良，RCS9000系列分布式综合自动化装置通讯连接用时明显减少，通讯效果良好。

2013年10月，我们对使用串口转接器的装置进行了检查，发现装置通讯正常。