2011年广东英语答案(A卷).doc

TKDS3000数字化变电站的设计与实现山东泰开自动化有限公司 刘以军 王涛 孟良 陈品富 引言 随着计算机技术、通信技术和网络技术的不断发展，变电站全数字化不仅成为可能，而且也成为以后变电站发展的必然趋势。数字化变电站是集信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化的变电站，主要特征体现在智能化一次设备、网络化二次设备、统一化的信息建模及自动化的运行方式上，其互操作性、可扩展性和高可靠性的性能优势必将带来变电站建设的又一次革命性跨越。 本文通过TKDS3000变电站系统各部分功能的简要叙述，介绍了数字化变电站整体的实现思想及TKDS3000系统的特点。 1.系统架构介绍 TKDS3000系统采全光式电子互感器、100M自愈式光纤环式以太网、GPS全球卫星定位系统(时间同步)、数字式电度表、智能化的一次设备、IEC61850通讯规约，数据的采集和控制全部采用光纤传输，节约了二次电缆。这些设备及功能，完全区别与常规的变电站，实现了变电站的全数字化和设计简约化，以及管理的智能化。图1 TKDS系统的典型结构2.站层监控系统 (1)协议实现特点 将通讯协议表示层之上(包括presentation,acse,mms)的协议数据单元(PDUs)全部表示成c语言结构，并通过高效的ASN.1编解码函数进行处理，协议扩充灵活方便。采用动态内存分配方式，有效避免内存泄露。系统自带数据包采集工具，方便调试分析。 (2)用户关心信息的筛选及中文显示 实现了遥信、遥测、定值及SOE等信息的筛选及中文显示，方便用户查看操作。遥测支持整型和浮点型两种类型，符合公式：(iscaleFactor)+offset=f10units.multiplier，定值处理支持定值组控制块(FC为SE、SG)和设点(FC为SP)两种方式，适应性强。图2通讯及控制操作界面 (3)可配置图形信息对应 图元与系统采集的数据属性可以通过配置工具进行灵活对应，方便现场调试维护。 图3一次图形显示界面(4)自定义数据库。 通过自定义的数据库动态存储数据属性，字段包括路径名、数据类型、取值、品质、时标等，查询时配有中文显示，方便用户查看及打印。 3.间隔层保护装置 (1)硬件结构图 4 硬件结构框图保护装置硬件是基于DSP的微机保护平台，装置采用后插拔结构，印制板布局合理，提高了装置的电磁兼容性能。采用双处理器结构，完成强大的保护测控和人机界面功能。保护CPU采用高性能的数字信号处理器TMS320F2812芯片，提供了高速的数据处理能力，保证了实时高性能算法的实现，保证装置快速出口。同时模拟量及数字开关量采用光纤信号传递提高了传输的可靠性降低了电磁干扰。 除TMS320F2812丰富的片上资源外，外扩了512K*16位RAM、掉电保持时钟芯片、串行EEPROM、CAN、RS485、光纤及以太网口。保护监控单元采用模块化结构，可按照用户要求灵活方便的配置。装置保护功能相对独立完整，本间隔层的保护功能决不依赖通讯网；单元设有8套保护定值，单元定值区存放于大容量串行EEPROM中，确保定值不被误操作修改可掉电保持。掉电保持的NVRAM，能够确保带时间信息的保护动作事件记录、故障录波数据掉电保持。此平台涵盖了110kV及以下电压等级的变电站自动化系统中输配电线路保护、主设备保护、发电机、电容器等综合自动化保护。统一的硬件平台方便了工程设计及施工；设备之间采用光纤通信，一条信道可传输多路信息，加上使用分层、分布网络技术，大幅度减少了二次接线的数量和复杂程度，提供工程的扩展兼容性。(2)软件建模 对于传统的变电站系统，信息描述都是采用面向点的方式，而对于IEC61850标准来说，信息描述则是采用面向对象的方式，所以传统的变电站信息与模型中数据属性的正确对应非常重要。本装置采用自底向上的建模方式，根据所需的信息点(对应逻辑节点中的数据属性)寻找标准中对应的节点，然后把传统信息点中不包含的信息根据标准丰富起来，对于标准中未规定的，按照通用节点进行定义。 4.过程层电子式互感器 (1)电子式互感器包括一次传感器、采集器、合并单元等。图5是GIS用电子式互感器框图。被测电流、电压以模拟信号的形式传给采集器，采集器将这些信号经过低通滤波和A/D转换后，提供给CPU系统。在CPU中，对采样后的数据进行打包处理，打包后的数据经过调制之后，以光信号的形式由光纤传输给合并器。合并器主要接受来自采集器的数字信号，对这些信号进行合并和处理后以光信号的形式对外提供数据。 GIS用电子式互感器的基本原理方框图如下： (2)采集器 采集器用来对模拟量的输入进行采样、模数转换并通过光纤传送数据到合并器它与合并器通过两根光纤进行能量和数据的交换。采集器提供三路模拟量输入，分别是电压、保护电流和测量电流，经低通滤波进入模数转换回路。模数转换回路采用高精度、高采样率的16位AD转换器。采集器采用低功耗的CPU，保证在较低的功耗下，取得良好的性能。在采样中断中，CPU开始数据采样和转换，并将采样后的数据打包处理，打包后的数据经过调制通过光纤发送给合并器。图2为采集单元的电气原理图。(3)合并单元 采集卡采集的数据通过光纤传输至合并单元，合并单元处理数据后传输至光纤以太网络。合并单元接受同步信号以便多个合并单元同步。 1接收采集卡的数据并进行解析