摘要：对于变电站自动化系统而言，创建一个相对健全、迅速的通信网络是十分关键的，在变电站通信网络运行的过程中，稳定性较差以及实际操作水平较低等均是我们需要关注的主要问题。在当前社会中，经济发展十分迅速，电子与通信等技术也得到了迅猛地发展，以微处理机为中心的数字式综合自动化装置已经被广泛应用到当前的变电站中。与传统的变电站相比，综合自动化变电站借助于通信网络的作用可以更好地实现资源信息共享，并达到变电站自动化管理的目的。所以，创建一个安全稳定的通信网络是十分关键的，与此同时，变电站的运行稳定能力会大大提高，运维成本也会大大降低。
关键词：变电站自动化 通信网络
引言：综合自动化变电站（以下简称“综自站”）电气部分建设主要包含电气一次、电气二次、通信以及计量等，而在电气二次建设过程中，站内通信网络设计与建设较为容易被忽视，并且在验收中缺乏合理规范的验收方案，进而使变电站通信网络后期运行存在很多缺陷，本文在研究的过程中则重点探讨怎样提高对变电站通信网络的建设力度，并提出合理见解。
一、存在问题
变电站所有设备之间的通信一定要符合变电站的各项功能需求规范。但是各个IED的功能及控制方案是不统一的，生产人员的技术能力参差不齐，通信网络的应用价值不能得到充分发挥。受到市场和技术水平的影响，变电站自动化系统与通信组网模式无统一标准，稳定程度参差不一，这无疑不为变电站内通信应用埋下了安全隐患。
1.1 可靠性相对比较低
由于串行总线模式接入设备的数量受到限制，依照相关规范要求，通络网络最多能够连接的节点数为32个，抗干扰效果比较差，通信速度低下；并且通信网大多仅应用查询模式，且只支撑一个主站进行相关管控工作，工作效率比较低下。
1.2 实际互操作性不高
不同企业所选用的现场总线不一样，使得变电站内部各个企业所制造的设备无法互连互通。即使同一企业选用的是相同的现场总线，例如CAN BUS，但是因为现场总线不具有统一的应用层通信标准体系，导致各个生产企业的应用层通信协议不统一，使各个企业之间的智能设备无法通信。对于自动化系统来说，统一的通信规约显得尤为必要，各个生产企业之间的通信规约均是依照其本身标准而制定，导致变电站自动化各种通信规约多而乱，其中包括IEC 104以及LFP等，同时所涉及的标准体系比较繁多，例如国际标准、国家标准以及行业标准等，同一类通信规约无法得到有效统一。
1.3 资源没有即时共享
现阶段，在运的保护装置均会产生一定程度的信息输出不对称现象。在保护装置面板输出、打印机输出以及通信输出中，通信输出的信息量相对来说比较小，并且通信规约的承载能力比较弱，这也是导致此种方式输出量少的根本因素。因此在这一状态的影响下，信息不准确以及不规范的现象时有发生，难以实现资源共享。在真实的操作过程中，假设变电站出现了事故，那么后台与远方调度/集控仅能够获取事故警示，详细的事故内容仍需进行实地勘察，所以极大程度的耗费了大量的人力资源与物力资源。
二、项目中采取的措施
针对上面提出的问题，建议采取以下几个措施：
（1）要确保变电站内部的网络系统7*24小时正常运行，首先通信工程所需的硬件需选取先进的型号，针对变电站的实际情况设计出符合其正常运行的方案。
（2）规定好网络系统中所涉及到的设备的通信协议，保证它们之间正常的数据交互。
（3）严格按照通信网络的前期设计方案进行实地施工，符合实施项目规定的电缆规格和线路规划。
三、变电站综合自动化系统内部通信网主要可以分为三种：LONWORKS现场总线网方案，嵌入式以太网方案，基于CANBUS总线的通信系统方案。
3.1 LONWORKS现场总线网方案：
对于变电站综合性自动化系统而言，常见的LONWORKS网络主要有两种，第一种为监控网，功能在于实现控制信息、状态信息的传送，第二种是录波网，主要作用是实现故障录波信息的有效传送。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，网络通信距离最多是2km，网络通信速率是78kb/s，网络通信介质是屏蔽双绞线或光纤。另外，针对任何一个保护装置而言，都有一个相应的LONWORKS网络接口，这种方案适用于中低压变电站自动化系统，并不适用于大型高压变电站。之所以如此，是因为高压变电站所需要的网络节点更多一些、所耗费的网络流量更多一些、所需要的网络带宽也更大，尤其在进行多个动作的情况下，网络通信效率势必会受到一定程度的降低，基于此，本方案（方案一）不适宜大型高压变电站自动化系统。
3.2嵌入式以太网方案：
在嵌入式以太网方案中，将主要涉及到三个光纤以太网，且它们之间是相互独立的。其中，2个监控网为网络，1个录波网为网络。另外，通信网络分为两层，即一层为间隔以上，主要采用10MB/S的嵌入式以太网构成站内通信的主干网络，其主要作用为负责后台机，远动机等PC机和各间隔的通信。另一层是间隔内部，主要利用LONWORKS总线，网上信息通过间隔层的测控单元上传到主干网上。
可以毫不夸张地说，对于本方案（方案二）而言，测试单元是其中的重要环节。在该方案中，将选择Neuron芯片为PU的通信处理器，从而实现系统通信功能，CPU将选择32b单片机，且为嵌入式软件设计模式，借助于多任务操作系统、TCP/IP模块等等来实现系统的监控功能。
3.3基于CANBUS总线的通信系统方案：
在整个变电站综合自动化系统中，通信主机是各个变电站自动设置之间信息传递的基础设备，因此，通讯主机对变电站通信系统具有十分关键的影响作用。
对于变电站通信主机而言，实现变电站内部电子层与单元电子层之间的信号传递是其主要功能。包括变电站系统通信中心控制，也是由通信主机充分发挥效用。
CAN总线是实现变电站设备通讯传递的基础设备，主要由两个通信网络共同构成：站级CAN网络和现场级CAN网络。其中现场级CAN网络用于实现通信主机与监护单元之间的信息传递。站级CAN网络主要在主机与监督主机之间信息传递发挥连接作用。公共电话网帮助变电站向各个控制中心进行信息传送，终端modem可以将公用电话网模拟信号进行整合转换，最终在通信主机的客户端进行显示，通过串口将数据信息有效传递到存储硬件内。
四、通信网络的建设
4.1 综自站站内通信网络组网
现阶段，在我国的综自站中大多通信网络均具有双网结构，A、B网可相互备用，当中控室处于10kV高压条件时，通常情况下选用光纤连接进行操作。在真实的操作过程中我们可了解到，绝大部分综自站内的通信网络组网均是通过不同的通信子网组合而成，并且连网线亦是由企业进行制造，施工部门对其了解甚少。对于整个工程项目来说，网线极易产生问题，因此绝大多数的企业均选用质量比较差以及不具有屏蔽效果的网线，当工程项目完成之后，不具备屏蔽效果的网线会受到磁场的影响，进而导致网络不稳定，很多时候工作人员会认为是接口与水晶头之间的问题，当对其进行更换之后仍旧没有得到改善，对日常运维工作造成了阻碍。因此，建议在和企业签署相关协议时必须要明确标准，不可随意使用市场上质量较差的网线，以防项目质量不达标。
4.2 综自站站内通信网络布线
通常情况下综自站的通信组网以及安装等工作均由生产企业进行操作，但是绝大部分的工作人员均缺少一定的安装经验，安装人员仅负责设备接通的简单工作，而忽略网线的合理布线等工作，这样一来则致使屏内布线紊乱以及标志不健全的现象时有发生，为今后的维护带来不便，所以建议工程部门应提前介入项目，并派遣专业技术工作者按照标准化要求布线以及制作标识等，有利于今后的运维工作。
4.3 综自站通信网络测试
在进行电气二次项目验收的过程中，仅对有关的保护装置以及测控装置实行验收处理，但是极少情况下会对全站的通信网络实行测试，因此在真实的操作过程中会产生系统网络反应迟缓的现象，在此建议在项目验收的过程中应对各个网络段进行随机抽测，密切掌握通信网络的应用状况。
结束语
站内通信网络在整个变电站自动化运维过程中起到关键性作用，是生产设备与生产工作者之间的重要枢纽。健全的通信网络是开展各项运维工作的先决条件。所以，在创建综自站的过程中，对通信网络的建设显得尤为重要，应将通信网络进行合理规划、建设、布线以及测试等，为电网的安全运行提供坚实保障。
参考文献
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[2]王玉东，邹国辉.新一代智能变电站通信网络技术应用研究2017.2
[3]史伟.初探变电站综合自动化系统的运行及维护 2011.9
论文作者:叶俊逸
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/30
标签：变电站论文; 通信论文; 通信网络论文; 方案论文; 网络论文; 站内论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;