摘 要：不同类型的变电站对自动化系统的通信网络有不同的要求,文章对变电站自动化系统工程实施过程中的数据通信网络及传输规约的选择进行了分析,并对变电站自动化系统的发展方向进行了初步探讨。

关键词：变电站自动化;通信网络;传输规约

1 引言
　　变电站自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式控制系统,包括微机监控、微机保护、电能质量自动控制等多个子系统。在各个子系统中,往往又由多个智能模块组成。例如：在微机保护子系统中,有变压器保护、电容器保护、各种线路保护等。因此在变电站自动化系统内部,必须通过内部数据通信,实现各子系统内部和各子系统之间的信息交换和信息共享,以减少变电站二次设备的重复配置并简化各子系统的互连,既减少了重复投资,又提高了系统整体的安全性和可靠性。

2 变电站通信网络的要求
　　由于数据通信在变电站自动化系统内的重要性,经济、可靠的数据通信成为系统的技术核心,而由于变电站的特殊环境和自动化系统的要求,变电站自动化系统内的数据网络应满足下列要求： ① 快速的实时响应能力; ② 很高的可靠性; ③ 优良的电磁兼容性能; ④ 分层式结构[1]。

　　1997年8月国际大

电网会议上,WG34.03工作组提出了变电站内通信网络传输时间要求：设备层和间隔层之间、间隔内各设备之间、间隔层各间隔单元之间为1~100ms,间隔层和变电站层之间为10~1000ms,变电站层各设备之间、变电站和控制中心之间为1000ms。各层之间的数据流峰值为：设备层和间隔层之间数据流大概250kb/s,取决于模拟量的采样速度,间隔层各单元之间数据流大概60kb/s或130kb/s,取决于是否采用分布母线保护;间隔层和变电站层之间及其他链路之间数据流大概在100kb/s及以下。

3 内部数据通信网的选择

　　数据通信网是构成变电站自动化系统的关键环节,内部通信网络的标准化是使变电站自动化迈向标准化的难点之一,受性能、价格、硬件、软件、用户策略等诸多因素的影响,目前在选择什么“接口网络”上很难达成一致。

　　网络特性主要由拓扑结构、传输媒体、媒体存取方式来决定。网络的选择应符合国际国内的有关标准;应选择当前的主流产品,应得到实力雄厚的软硬件商的支持;产品应满足变电站运行要求;具有较高的性能价格比[2]。

　　（1）35kV变电站通信网络
　　在小规模的35kV变电站和110kV终端变电站,可考虑使用RS422和RS485组成的网络;当变电站规模较大时应考虑选择现场总线网络。RS422和RS485串口传输速率指标是不错的,在1000m内传输速率可达100kb/s,短距离速率可达10Mb/s,RS422串口为全双工,RS485串口为半双工,媒介访问方式为主从问答式,属总线结构。这两个网络的不足在于接点数目比较少,无法实现多主冗余控制工程网版权所有,有瓶颈问题,RS422的工作方式为点对点,上位机一个通信口最多只能接10个节点,RS485串口构成一主多从,只能接32个节点,此外有信号反射、中间节点问题。LonWorks网上的所有节点是平等的,CAN网可以方便的构成多主结构控制工程网版权所有,不存在瓶颈问题,两个网络的节点数比RS485扩大多倍,CAN网络的节点数理论上不受限制www.cechina.cn,一般可连接110个节点。

　　（2）110kV变电站通信网络
　　中型枢纽110kV变电站节点数一般为40个左右,多主冗余要求和节点数量增加使RS422和RS485难以胜任。现场总线却能得心应手,总线网将网上所有节点连接在一起,可以方便的增减节点;具有点对点、一点对多点和全网广播传送数据的功能;常用的有LonWorks网、CAN网。两个网络均为中速网络,500m时LonWorks网传输速率可达1Mb/s,CAN网在小于40m时达1Mb/s,CAN网在节点出错时可自动切除与总线的联系,LonWorks网在监测网络节点异常时可使该节点自动脱网,媒介访问方式CAN网为问答式,LonWorks网为载波监听多路访问/冲撞检测（CSMA/CD）方式控制工程网版权所有,内部通信遵循Lon Talk协议。

　　 CAN网开销小,一帧8位字节的传输格式使其服务受到一些限制,LonWorks网为无源网络,脉冲变压器隔离,具有强抗电磁干扰能力,重要信息有优先级。据近年国内数百个站的经验,LonWorks网可作为目前一般中型110kV枢纽变电站自动化通信网络。

　　CAN总线是一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤www.cechina.cn,通信速率可达1Mb/s。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内