变电站全分布式综合自动化系统

HLSyS变电站自动化系统全分布式微机综合自动化系统

1 系统概述

HLSyS变电站自动化系统全分布式微机综合自动化系统是华立集团华立科技股份有限公司向中国用户推出的面向对象设计的新一代高可靠性、高稳定性、全开放性的自动化主站系统。该系统采用北美先进的工业控制系统平台OASyS以美国Metso 公司生产的MB2100通讯管理机作为通信交换核心，并采用美国SEL公司的保护测控装置进行集成，整套综合自动化系统具有硬件稳定可靠，软件先进成熟的优点。

本系统的主要特点是：

◆ 后台监控系统采用美国VALMET公司的OASyS开放式结构系统平台。该系统是目前世界上最先进的实时控制系统之一的代表，其真正提供了开放性体系，分布式结构的系统设计。在电力等很多工业领域具有广泛的应用,拥有丰富的运行经验。引入中国后,已全部汉化,已在青海,湖南,天津等地调度中应用多年；

◆ 强大的间隔层 I/O 设备SEL－351A，集保护，测量，控制，信号于一体，除具有多种继电保护功能外，尚具有高精度的多种测量功能，开关量的采样功能。减少了控制电缆和站控层设备，从而使变电所占地面积大大减少，特别适合于城市中心变电所建设的需要；

◆ 间隔层的SEL装置具备美国SEL公司的继电保护装置的普遍优点，即经济可靠（SEL公司承诺十年保修），配置应用灵活，而且具有强大的SELogic逻辑编程功能，使用户可以编制定义各种可编程逻辑控制功能；

◆ 通讯层采用的MB2100通讯管理机采用基与PC104总线结构的主板，主CPU采用Intel 386EX CPU，扩展容易，维护方便，支持以太网通讯。

2 系统结构

系统按分层，分散，分布式原则由站控层、通讯层和间隔层三部分组成。站控层主要是监控主机以及后台监控软件；通讯层由SEL保护管理器、通讯管理机和以太网构成；间隔层由分散安装在高压开关柜上的保护测控综合装置以及现场其它的智能装置组成。其系统结构框图如右上：

图2.1 系统结构

站控层

主要由高档PC机或工控机构成。在有人值班的变电站，它实现变电站的当地监视，控制和管理功能对无人值班的变电站则用于巡视，检查，检修。根据用户设计要求也可配置多台监控机。对一次到位的无人值班变电站，也可不设当地监控机，但留有维护监视接口。

站控层的主要功能是收集通讯层的有效信息，并将其在综合自动化主站系统进行数据处理和信息显示。HLSyS变电站自动化系统分布式全微机综合自动化系统的站控层采用以太网络结构，支持TCP/IP通信协议。HLSyS变电站自动化系统中的监控系统采用美国V ALMET公司开发并在电力、石油、冶金、化工与天然气工业领域拥有丰富运行经验的高可靠、高稳定OASy0S 6.2 for NT平台。该平台具有开放结构，具有很强的数据处理、控制操作、数值计算、图形界面、报表功能，构成一个通讯易于监视，故障容易隔离，功能组态灵活等特点的变电站综合自动化系统。

系统体系结构：分层分布式、模块化、开放性的网络结构

网络通讯协议：TCP/IP

转发通讯协议：SC1801、DNP3.0 、ModBus 、CDT等

网络操作系统：Windows NT 4.0（中文版）,SP6

应用软件平台：OA SyS 6.2 for NT

数据管理系统：Sybase或Microsoft SQL Server数据库

报表编辑系统：Microsoft Excel

通讯层

通讯管理单元是变电站综合自动化系统的通讯枢纽，HLSyS变电站综合自动化系统采用以太网(Ethernet)进行数据传送。采用美国Metso自动化公司生产的高可靠高稳定的MB2100通讯管理机与调度通信，MB2100连接间隔层不同的智能设备然后与站控层的TCP/IP Ethernet网络连接，协调所有设备间的数据，实现信息传输和交换，由此形成和完成变电所的控制功能。采用美国SEL公司生产的SEL-2030保护管理器接入间隔层SEL继电器的各种保护和事件记录信息，并转发后台监控系统对各备保护设备的控制信息，与站控层之间通过TCP/IP Ethernet网络连接，也可经MB2100通讯管理机转发后再接入站控层以太网。

间隔层

每个高压开关间隔配置一台SEL－351A作为间隔层的设备，实现高压开关柜的保护、测量、信号和操作控制等功能。SEL －351A装置有6个状态量输入（DI），8个控制量输出（DO）。SEL－351装置能实现多种测量功能, 如: U、I、P、Q、Wh、VARh、f、CORΦ、UDC等。

每台主变间隔配置一台SEL-587(应用于二圈变)或SEL-387（应用于三圈变）作为主变差动保护。它具有比例制动谐波闭锁的差动过流保护和差动速断保护。其CT变比和结线组能自动补偿，应用可靠方便。高、低压侧后备一般应用SEL-351A，实现后备保护。非电量保护可通过SEL-351A出口，也可从通讯管理机转发或以其他方式出口。

在实际的工程应用中，依据各工程对保护的要求有所不同，可能需要采用其它型号的SEL保护装置，如SEL-311、SEL-551等。

间隔层的通信连接方法是采用 SEL-2030 保护通信管理器，它有 14 个串行口与间隔层各设备形成星形通信网，SEL-2030与站控层以太网连接。视 I/O 设备的多少，采用数台SEL-2030保护通信管理器即可将所有 I/O 单元的数据送入以太网。SEL2030 保护通信管理器内部设有拨号 Modem 可通过电话网对各 I/O 单元的保护，测量，控制，信号等数据进行远方分析管理。

在以下几个要点中，将依"站控层--通讯层--间隔层"的顺序对HL6000变电站综合自动化系统的各个层次作一简单的介绍。

3 站控层的技术特性

华立科技所开发的一切电力系统应用，包括HLSyS变电站综合自动化系统，都基于北美先进的OASyS开放结构系统平台。该平台可以运行在多种操作系统平台上，在硬件上也非常易于扩展，它的规模可以从单机服务器/工作站系统，发展到具有数台服务器和工作站的网络式多机双网系统。因此，HLSyS变电站自动化系统在站控层一级对硬件设备的配备并无任何限制，可以根据工程的实际需要选配任意型号的工控机。

3.1 主站系统的性能特点

主站系统非常易于扩展，它的规模可以从单机服务器/工作站系统，发展到具有数台服务器和工作站的网络式多机双网系统。应用程序与数据库可以同时运行在同一工作站或服务器上，也可灵活地分布在多个服务器和工作站上，以便最有效利用资源和提供重要应用功能的硬件备份。系统很容易采用标准的、成熟的硬件产品来扩展，以满足日益增长的规模要求，同时保持性能卓越。

HLSyS变电站自动化主站系统具有功能强大的互操作性，可以与用户内部的其它数据库和系统交互操作，也可以与第三方产品，比如信息管理系统、变电站防误闭锁系统、变电站遥视系统、变电站电能计量计费系统等都能够共享各类信息，同时具有良好的安全机制。

HLSyS变电站自动化主站系统基于Unix或微机平台，采用Unix/WINDOWS NT实时多任务网络操作系统，以客户机/服务器结构为基础。系统具有分布式环境管理、图形图象管理、报表管理等支撑软件, 同时满足《地区电网调度自动化设计技术规程》要求的SCADA应用软件功能。

以下对HLSyS变电站综合自动化主站系统的功能特点作一简单描述：

3.1.1 主站端系统结构

HLSyS变电站综合自动化主站系统主干网支持10M/100M以太网双网结构、双机热备用配置，充分保证系统的安全性。系统能够完成常规数据采集，并实现测量、控制、保护、记录、统计等功能，取代其它常规测量仪表，方便实现变电站运行管