基于區(qū)域通信鏈接圖分析五防與自動化通信中的問題

徐海斌

（上海市電力工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，上海 200233）

1 兩種接線方式

目前，變電站內(nèi)五防系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的通信方式，分為大五防系統(tǒng)和不帶大五防系統(tǒng)兩種接線方式，如圖1所示。

圖1 五防系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的通信方式

1）不帶大五防系統(tǒng) 對于集控站的本地五防系統(tǒng)，需要具備所有受控站的五防功能，即在集控站遙控時，受控站接受帶有集控五防系統(tǒng)許可的遙控命令進行遙控操作，不涉及受控站本地的五防系統(tǒng)。對于在受控站遙控而言，兩者沒有區(qū)別。

2）大五防系統(tǒng) 通過網(wǎng)絡(luò)方式與各站的五防系統(tǒng)連接。如果站內(nèi)帶有大五防系統(tǒng)，則各站（含集控站）只要具備本站的五防功能即可。集控站遙控時，通過大五防系統(tǒng)訪問受控站五防機，并進行預(yù)演和遙控許可。受控站接受集控站的遙控命令和本地五防系統(tǒng)的許可命令后，方可遙控操作。

2 存在問題

2.1 不帶大五防系統(tǒng)

圖1中的小區(qū)域部分（受控站自動化部分＋本站五防系統(tǒng)），在目前的通信方式中，需要認(rèn)真分析區(qū)域內(nèi)的受控站、集控站、500kV站以及獨立站在通信機制方面是否可靠，監(jiān)控通信狀態(tài)的功能是否具備，通信機制和通信方式能否實現(xiàn)五防閉鎖的要求等問題。

1）通信機制 目前，自動化和本地五防系統(tǒng)之間，普遍采用串口通信的方式。考慮到通信的可靠性和五防自動化之間通信的雙向性，必須配置2根串口線，并帶有可雙工傳輸?shù)耐ㄐ乓?guī)約。而目前通信缺少雙重配置，顯然是不可靠的。

2）值班人員單獨操控界面的功能 目前，除了極個別站外，值班人員沒有一個可以操控的界面用以監(jiān)控當(dāng)前的五防和自動化通信狀態(tài)。建議采用ONLINE信號或者通信燈（軟界面）的方式，增設(shè)一個值班人員可以監(jiān)控的信號來表示目前的串口通信狀態(tài)。

3）實現(xiàn)五防閉鎖的功能 要實現(xiàn)五防閉鎖的功能，自動化系統(tǒng)和五防系統(tǒng)之間的通信方式，必須是雙向的。也就是說，自動化系統(tǒng)傳送給五防系統(tǒng)當(dāng)前站內(nèi)的開關(guān)刀閘位置信號，而五防系統(tǒng)則通過接受自動化傳送的信號并加以判斷，再傳送給自動化系統(tǒng)遙控許可信號。并通過當(dāng)前工作票的順序，進行編碼以控制設(shè)備上的五防鎖，實現(xiàn)雙重的閉鎖控制。這就要求自動化系統(tǒng)和五防系統(tǒng)間的通信規(guī)約和通信機制必須支持雙工傳輸。傳統(tǒng)的單向CDT規(guī)約和232接口是不能實現(xiàn)這種功能的。這就要求在實現(xiàn)五防自動化連接時，必須對連接通信的規(guī)約和機制加以約定，并按照此類規(guī)定來施工和驗收。

2.2 大五防系統(tǒng)

2.2.1 可靠性問題

圖1中的大區(qū)域部分（本站五防系統(tǒng)＋大五防系統(tǒng)＋本站五防系統(tǒng)）存在以下問題。

1）如果集控站五防系統(tǒng)損壞或者集控站五防與自動化系統(tǒng)失去鏈接，則會影響集控站遙控本站的操作，而不影響受控站的遙控操作。如果不帶大五防系統(tǒng)，則會影響到集控站遙控所有受控站的操作，這顯然是大五防系統(tǒng)的一個好處。

2）如果受控站五防系統(tǒng)損壞或者受控站五防系統(tǒng)與自動化部分失去鏈接，則會影響集控站和受控站的遙控操作。倘若不帶大五防系統(tǒng)，則不會影響集控站對受控站的遙控操作，這顯然是大五防系統(tǒng)的一個死區(qū)。

3）如果大五防系統(tǒng)的主機損壞，則會影響到相關(guān)的所有遙控操作。

4）如果大五防系統(tǒng)與各站五防系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)鏈接中斷，則會影響到相關(guān)站的遙控操作（包括集控站對它的操作）。

綜上所述，大五防系統(tǒng)的意義在于把各站獨立化，并把通信從傳統(tǒng)的MODEM專用通道中釋放出來，加入了網(wǎng)絡(luò)通信的概念。但是其中的不可靠區(qū)域還是有的，除了要考慮到大五防系統(tǒng)主機本身的可靠性和網(wǎng)絡(luò)通信的安全性外，還得重視圖1中的交界區(qū)域，即如果各站的五防系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)間通信中斷時，會影響到該站的遙控操作，而大五防系統(tǒng)影響面更廣，帶有遙控許可的五防系統(tǒng)影響后果更為嚴(yán)重。而單獨的串口通信是不可靠的，即使是雙重化的串口配置，就雙工通信而言，每條串口線只負(fù)責(zé)發(fā)信或者只負(fù)責(zé)收信也是不可靠的。

2.3 事故預(yù)案

由于通信機制存在隱患，就目前的通信狀態(tài)來說，通信系統(tǒng)出現(xiàn)問題以后是否有應(yīng)急處理的方案，或者說是否有快速處理事故的應(yīng)急預(yù)案，顯得十分重要。

一則，目前急需增加運行人員可以操控的界面，用以實時監(jiān)控通信狀態(tài)。二則，當(dāng)通信出現(xiàn)問題而不能立刻恢復(fù)時，五防系統(tǒng)就自動化而言，其意義只是預(yù)演機，即五防系統(tǒng)通過接受自動化的刀閘開關(guān)信號來控制設(shè)備五防鎖，而不影響自動化遙控。也就是說一旦通信中斷，需要五防系統(tǒng)有一個備用方案，比如以人工置位的方式來控制五防鎖，這就要求在操作過程中需要人工確認(rèn)設(shè)備位置。再者，如果五防系統(tǒng)對自動化帶有閉鎖信號，那么在通信中斷后，影響的不僅僅是五防鎖，還會影響到自動化系統(tǒng)的遙控操作，在這種情況下，則要求自動化系統(tǒng)也有備用方案。如果不放棄遙控方式，則需要在前置部分有人工對五防閉鎖信號置位的功能，但是目前沒有把這項功能列入自動化驗收范圍內(nèi)，或者說沒有明文規(guī)定。

3 五防通信方式

方式一 變電站自動化系統(tǒng)采用北京電科院EPIA2000系統(tǒng)。五防屏均帶屏控功能。自動化五防系統(tǒng)采用雙路串口通信，分別走雙向CDT規(guī)約和101規(guī)約。CDT規(guī)約負(fù)責(zé)自動化向五防傳輸?shù)堕l開關(guān)位置信號，并負(fù)責(zé)五防向自動化傳輸遙控許可信號。101規(guī)約負(fù)責(zé)五防屏的屏控功能數(shù)據(jù)下傳功能。如果101規(guī)約串口線通信中斷，則會影響到五防屏遙控設(shè)備，如果擴展雙向CDT規(guī)約串口通信中斷，則不僅會影響屏控，更會影響到五防系統(tǒng)對自動化系統(tǒng)的遙控許可和五防系統(tǒng)自身刀閘開關(guān)位置的確認(rèn)，導(dǎo)致后臺遙控功能不能執(zhí)行，顯然擴展CDT規(guī)約串口線更為重要，但是沒有配備雙重化。

方式二 變電站自動化系統(tǒng)采用惠安公司POWERCOM2000系統(tǒng)，五防屏帶有屏控功能。自動化系統(tǒng)和五防系統(tǒng)采用雙路串口通信，分別走單向CDT規(guī)約和101規(guī)約。CDT規(guī)約負(fù)責(zé)五防系統(tǒng)向自動化系統(tǒng)傳輸遙控許可信號，101規(guī)約串口則負(fù)責(zé)自動化系統(tǒng)向五防系統(tǒng)傳輸?shù)堕l開關(guān)位置信號，并負(fù)責(zé)屏控數(shù)據(jù)下傳。

惠安公司POWERCOM2000系統(tǒng)和北京電科院及其他廠家不同的是，CDT規(guī)約為單向傳輸，只負(fù)責(zé)接收五防系統(tǒng)的遙控許可信號，而101規(guī)約則負(fù)責(zé)自動化系統(tǒng)向五防系統(tǒng)傳輸開關(guān)刀閘信號和五防系統(tǒng)的屏控數(shù)據(jù)傳輸。顯然，任何一根串口線通信中斷，都會導(dǎo)致后臺遙控和五防屏控功能的失卻，可靠性較方式一低。

方式三 變電站五防帶屏控功能。自動化五防通信采用單獨串口擴展CDT規(guī)約通信，開關(guān)刀閘信號，遙控許可信號和屏控數(shù)據(jù)都由單獨串口負(fù)責(zé)。

方式四 變電站五防不帶屏控功能，其通信方式和方式三一樣，但是缺少屏控數(shù)據(jù)的傳輸?？梢?，方式三和方式四的串口通信由于都依靠一根串口線，而擔(dān)負(fù)的責(zé)任又與運行人員的倒閘操作息息相關(guān)，顯然可靠性較低。

方式五 變電站五防系統(tǒng)不負(fù)責(zé)自動化遙控許可，也不負(fù)責(zé)屏控，使用單向CDT規(guī)約單根串口線通信，負(fù)責(zé)自動化系統(tǒng)向五防系統(tǒng)傳輸開關(guān)刀閘信號?？煽啃噪m然不高，但是通信中斷后，影響面較小。

4 結(jié)語

就目前變電站自動化和五防系統(tǒng)實現(xiàn)通信，雖然有的變電站配置了雙重化的串口配置，但是由于規(guī)約的功能和機制的限制，仍然沒有一個站可以說失去任何一條串口通信可以保證不影響到正常的倒閘操作。另外，有些變電站已經(jīng)使用大五防系統(tǒng)，考慮到通信中斷后影響面不同，在處理故障過程中，使用大五防系統(tǒng)的站的處理方法和應(yīng)急預(yù)案應(yīng)該也和其他站有所不同，這需要和運行專業(yè)人員共同討論。