计算机监控系统应用论文

0前言

330kV凉州变电站是甘肃武威电网的枢纽变电站，变电站整个系统采用微机监控，系统包括两部分：站控层和间隔层，网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元，以相对独立的方式分散在各个继电器室中，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。计算机监控系统通过远动工作站与调度中心通讯。

1网络结构介绍

1．1问隔层网络结构

330kV凉州变电站二次测量、保护单元通过RS485和光纤组成的F—NET局域网，网络拓扑结构为总线型，网络传输速率为187．5kb／s，网络成熟可靠，它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型。具有良好的开放性，见图1。

网络特点：

(1)网络结构完全符合《中国电力行业标准》中关于继电保护和智能数据采集设备信息接口标准。基于铜线的双绞线较之基于光纤的传输系统容易受到电磁干扰的影响，且传输信息的质量降低。但对于普通的数字智能装置，如果直接实现光纤接口，必须安装光纤连接器，这样就大大提高了设备的成本，对生产商和使用方法都将产生经济上的压力，RS-485和光纤通过光纤转换器组成的以太网，不但避免了以上的不足而且充分利用了RS-485和光纤的优点。

(2)测量、控制及继电保护装置的配置：如图1所示，所有的测量、控制装置全部通过RS-485接口以总线方式相连接，所有继电保护装置通过RS-232接口与串口扩展板(1-16)相连接。这种相对独立配置方式，大大增强了系统的运行可靠性，系统不会因为某个单元装置故障而瘫痪。

(3)前置机配置：如图1所示，2台前置机互为备用，当主机出现异常和故障时，备用前置机自动切换为主机运行，保证了系统的正常运行。

(4)系统的不足：系统设计的不足之处在当串口扩展板或任何一台前置机出现故障时，所有的保护信息都无法传输，在以后的网络改造中，将继电保护装置的RS-232接口通过串口转换板转换为RS-485接口，以总线的方式实现保护信号的传输。

1.2站控层网络结构

站控层网络为以太网，网络拓扑结构为总线型，网络传输协议为TCP／IP，网络传输速率为100Mb／s，通讯介质为双绞线+光纤，它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型，具有良好的开放性，站控层网络按双网配置，网络结构如图2所示。

网络特点：

(1)操作员站：主机与操作员站独立设置，主机／操作员站具有主处理器及服务器的功能，为站控层数据收集、处理、存贮及发送的中心。主机／操作员站是所内计算机监控系统的主要人机界面，可实现图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等。

(2)远动工作站：远动工作站具有远动数据处理及通信功能。远动通信设备信息直采直送，即直接接收来自间隔层的I／，O数据，进行处理后，按照调度端所要求的远动通讯规约，完成与调度端的数据交换。远动通信设备已配置了与国家电力数据网的通信接口设备，以支持变电所远动、电能量计费等信息的上网传输。

(3)工程师工作站：工程师站主要供计算机系统管理员进行系统维护用，可完成数据库的定义、修改。系统参数的定义、修改，报表的制作、修改，以及网络维护、系统诊断等工作。

(4)前置机：前置机属于间隔层设备，其中前置机I和前置机Ⅱ互为备用，前置机Ⅲ和前置机Ⅳ互为备用。在数据库的定义上，也具有相对的独立性，任何一台前置机主机数据库出现故障，在操作系统正常的情况下，可以通过工程师工作站将备机的数据库进行远程复制，能迅速恢复主机的正常运行。

(5)切换板：当变电站增容或某些设备更换后，相应的数据库参数发生了改变，数据库重新定义后必须重启计算机，若重启的计算机为主机，将会影响系统的正常运行。因此，必须通过切换板强制将主机切换为备机，切换板的运用大大提高了系统的可靠性。

2系统评价

330kV凉州变电站计算机监控系统在站控层采用以太网，在间隔层采用了F—NET网(RS-485总线结构)，使间隔层和站控层网络具有相对的独立性，整体网络又具有完整的统一性。

在继电保护设备，测量控制设备的接口上兼容了光纤连接器，在监视方向上和控制方向上采用了2条光纤电缆，将数据电路设备集成到数据终端设备，实现了在RS-485／RS-422／RS-232和光纤适配器之间的成功接口，在控制系统和继电保护之间采用了基于铜线的传输系统，也是对光纤传输的一种变通。

唯一的不足之处是微机保护信息的传输采用串口扩展板与计算机串口通信，当串口扩展板或计算机出现故障时，保护信号无法与后台监控操作员站通信。