[科普中国]-CBZ-8000变电站综合自动化系统

CBZ-8000变电站自动化系统适用于35～500kV各种电压等级变电站或开关站。系统采用分层分布式结构，保证了系统组态的灵活性和功能配置的方便性。系统整体上分为站控层和间隔层两层，站控层和间隔层之间通过通信网络相连。系统在设计时充分地考虑了电力系统信息化的要求，设计了与MIS系统和继电保护信息管理系统等多种信息化系统的接口，提供变电站全面的信息服务支持。1

简介CBZ-8000变电站自动化系统适用于35～500kV各种电压等级变电站或开关站。系统采用分层分布式结构，保证了系统组态的灵活性和功能配置的方便性。系统整体上分为站控层和间隔层两层，站控层和间隔层之间通过通信网络相连。系统在设计时充分地考虑了电力系统信息化的要求，设计了与MIS系统和继电保护信息管理系统等多种信息化系统的接口，提供变电站全面的信息服务支持。CBZ-8000变电站综合自动化系统组成框图，如图1所示。1

系统的主要特点(1)整个系统采用面向对象的设计原则，由站控层和间隔层两层构成，不设总控单元，简化系统结构。

(2)系统主干网络采用光纤自愈环形以太网，站控层与间隔层设备之间直接采用以太网通信，实现了平衡高速无瓶颈数据传输。

(3)测控单元采用模块化结构，满足集中组屏式安装和全分散式安装的要求。1

通信网络通信网络是站控层和间隔层之间数据传输的通道，根据变电站电压等级和变电站规模的不同，通信网络可灵活配置。光纤自愈环形以太网适用于220kV及以上电压等级的变电站；星形以太网适用于110kV及以下电压等级的变电站。

通信网络传输层协议采用TCP/IP协议，应用层通信规约严格等同采用国际标准IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约，IEC60870-5-103规约用于传送变电站继电保护信息，监控信息由IEC60870-5-104规约传送。

通信网络的特点：

1)主干网采用10/100M光纤自愈环形以太网。

2)网络的容错能力强，即当网络中光纤断裂时，可通过光SWITCH实现主备环之间的自动环回，自动路由到正常的链路进行通信，并隔离故障点，网络故障自动愈合时间仅需20～500ms。

3)通信介质可根据变电站实际情况灵活使用光纤、双绞线等，也可在一个网络中同时使用光纤和双绞线。

4)网络拓扑结构可为星形或自愈环形，也可采用两者混合组网的模式。

5)基于交换机的星形网络拓扑结构和结构化布线技术使以太网的可靠性达到很高标准。

6)站点扩展可通过集线器的升级或级连来完成，灵活方便；网络的智能化功能可准确定位通信网络的故障点，维护方便。1

站内通信规约CBZ-8000变电站自动化系统分为站控层和间隔层，站控层与间隔层之间采用以太网通信。通信网络传输层采用开放性好的TCP/IP协议，应用层采用国际标准的IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约。IEC60870-5-104规约用于远动、就地监控主站与IED设备间的通信，IEC60870-5-103规约仅用于继电保护工程师站与IED设备层的通信。1

站内各层次及接口1.站控层站控层为值班人员、调度运行人员提供变电站监视、控制和管理功能，界面友好、易于使用。组件技术实现“即插即用”，能很好地满足综合自动化系统的需要，是整个变电站监视、测量、控制和管理的智能化中心。站控层设备包括：操作员站、远动主站、继保工程师站、微机五防系统网络接口，预留大型电气设备在线监测与诊断系统和遥视系统的网络接口。

操作员站、远动主站、继电保护工程师站在逻辑上相互独立，可以根据用户需求按需配制；支持Windows2000，支持局域/广域网用户web浏览；核心级双机无扰动热备用；提供完善的上下文在线帮助功能，灵活的组态平台；可无缝嵌入大型一次设备状态在线检测及诊断系统；等同采用国际标准的IEC60870-5-104规约，方便实现任何厂家提供的IEC60870-5-104规约设备的无缝接入；可通过遥视系统动态监视电气设备的运行安全状态；可与专设的微机五防系统相配合，实现对远方控制操作、就地调试检修的防误闭锁，操作员站也具备完善的逻辑闭锁功能；远动主站可满足多种远动通信规约的需要；继电保护工程师站可实现变电站继电保护及故障录波信息的处理；具有故障再现、故障分析功能。1

(1)操作员站。CBZ-8000操作员站实现的主要功能有：数据采集与处理、报警处理、事故追忆、数据库建立和管理维护、历史记录处理、就地/远方/主站控制、防误闭锁、双机双网切换、电压无功控制VQC、小电流接地选线等。

(2)远动主站。CBZ-8000远动主站作为变电站对外的通信控制器，是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。远动主站直接连接到以太网上，同间隔层的测量和保护设备直接通信，通过周期扫描和突发上送等方式采集数据，创建实时数据库作为数据处理的中枢，能够满足调度主站对数据的实时性要求。软件采用模块化设计，遵循开放性要求，提供高级数据访问接口。在完成数据转发工作的同时，可以实现对转发数据信息的监视、原始网络报文的监视，采用历史数据库保存事件记录和重要的控制操作、浏览测控设备及保护设备全部数据以及方便的调试手段等当地监控功能。远动主站数据处理能力强大、操作方便、人机界面友好。作为变电站自动化系统中的一个工作站，全部功能的实现具有独立性，可作为变电站自动化系统中唯一的主站设备完成变电站自动化系统中测控设备及保护设备的数据转发工作以及GPS全站对时等其他功能。远动主站可以实现多种远动通信规约，对电力系统的调度主站提供广泛的支持，可同时支持5个调度主站并行工作。

(3)继电保护工程师站。CBZ-8000继电保护工程师站既可以作为CBZ-8000变电站自动化系统的一个子站，也可以独立于CBZ-8000变电站自动化系统，与继电保护装置、故障录波仪、安全自动装置和相关网络设备一起，构成“继电保护及故障录波信息处理系统”的子站系统。

CBZ-8000继电保护工程师站采用高性能计算机，直接连接到以太网上，同间隔层的测量和保护设备直接通信，支持双网的工作方式，遵循开放系统要求，支持多种通信方式和多种通信规约，支持专线、数据网(Web)等多种信息发布方式。通过对变电站的故障信息进行综合分析，为分析事故、故障定位和整定计算工作提供科学依据、让主管部及时了解电网故障情况，以做出正确的分析和决策，来保证电网的稳定运行。1

2.间隔层间隔层按照不同的电压等级、不同的电气间隔单元、不同的控制对象分散在各个保护小室中，或是下放到高压设备现场。在站控层或通信网络故障的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和控制功能。

间隔层设备包括保护装置、测控显示装置、自动装置、操作切换装置以及其他的智能设备和附属设备。人机接口采用大屏幕彩色液晶。机箱内部通信使用总线，能方便实现数据共享、自检和互检，同时减少各部分的关联性，提高了装置的整体可靠性。装置单元管理机以串行通信或网络通信方式与变电站监控系统相连，并可通过变电站监控系统对保护装置所具有的功能实施全遥控操作。1

3.微机五防接口CBZ-8000变电站自动化系统提供开放的专用微机五防装置接口，系统通过专用的微机五防装置，完成对全站操作的闭锁确认。当在五防主站上进行操作时，由五防主机向监控主机申请执行确认；当在监控主站上进行操作时，由监控主机向五防主机申请闭锁确认；当从调度端通过远动主站进行操作时，由远动主机通过网络向五防主机申请闭锁确认。CBZ-8000变电站自动化系统设置专用微机五防装置，与站控层的逻辑闭锁和间隔层设备的自锁与互锁配合，构成完备的全站操作三级防误闭锁控制，保证系统任何操作都是在防误闭锁功能的监视下执行。1

4.其他设备或系统的接口CBZ-8000变电站自动化系统是一个开放的系统，站内通信规约在严格采用国际标准规约的同时，也提供了完备的与其他系统或智能装置的通信接口。

对于提供网络通信接口，应用层通信规约严格等同采用IEC60870-5-104规约的系统或智能装置，可以直接接入CBZ-8000变电站自动化系统。1

对于提供标准RS232/485通信接口的系统或智能装置，通过CBZ-8000变电站自动化系统配套的规约转换器接入系统。图2为规约转换功能示意图。

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学