数字化变电站通信网络
数字化变电站通信网络【1】
摘 要 通信电子设备智能化水平日益提升，其数字化检验已成为发展的必然需求，同时也对检验方法和手段提出更高要求。
目前，信息技术普遍应用在生产领域，为数字化检验检测提供了便利条件。
本文通过建立数字化检验操作系统，并结合实际应用，对生产通信电子设备数字化检测提出以下几点设想。
【关键词】通信电子 设备 数字化检测
通信电子设备构造复杂，科学技术含量高，其检测过程尤为重要。
新时期，新型检验技术不断更新，并广泛使用。
整个测试过程正在向着数字化领域迈进，但总体水平偏低。
主要表现在两方面，一是检测现场环境不达标;二是单靠人工记录，随意性较大，也不方便查阅。
1 数字化检测
1.1 总体结构
数字化检验依托现代网络信息技术，开发相应系统，专业人员根据系统进行操作，对产品、设备进行检验，做好质量监控。
数字化检测可以节省人力，将检验人员从复杂繁多的工作中解脱出来，其中生产过程是重点监测内容。
数字化检验系统主要由五部分组成(图1为现代检测系统组成框架图)。
可根据实际情况添加摄像等功能。
自动测试系统和分析系统用在产品性能检验中，其测定项目和运行参数可以直接反映出来，且检验结果可自动存储，不能随意更改。
在添加摄像构件时，应由移动支架、摄像头和解码器等组成。
摄像头可根据相关要求，调整其视野与清晰程度。
1.2 功能
(1)检验端机可以同时工作，对流水线上检测目标进行实时监控。
(2)检验端机可以控制自动测试系统、分析系统传送回来的检测影像;可在众多检验端机中设置1个权限，其它检验端机中相关检验人员可清晰看到检验、监督、控制全过程。
(3)检测过程中，若设备或产品出现功能性故障，测试系统会自动向检测人员发送故障原因，并将处理意见和结论存储到数据库中，为维护工作奠定基础。
(4)当产品检验过关时，若再次进行检验，数字化检测系统可对检测信息进行重新提示。
(5)对批质量水平较低和批产品质量较差等情况进行严格监控，对产品质量进行全程监控。
1.3 数据采集
检测人员可利用检验端机审核和阅读自动测试系统中相关数据，若添加视频功能后，可将视频(或音频)发送给众多检验端机，并存储到服务器中，为日后阅览、观看、以及回放提供方便。
视频(或音频)等信息可通过无线局域网进行播放，其速度能够满足实时性需要。
1.4 检测模式
检测模式分为三种，即现场模式、远程模式和监控模式，现场模式是指检测人员在检验现场使用相关操作系统对产品(或设备)进行调试和监测;远程模式是指检测人员在检验端机进行电子化操作，完成检验任务，这个过程需两方人员互相交流和互动。
专业检测人员将产品编号、设备编码输入到指定设备中，注意要按照指定流程进行检测操作。
检测结果将自动保存数据库中;而监控模式是指利用检验端机，对监控目标信息进行实时监督，并集中反映检测状况。
当数字化设备检测处于监控模式时，监督控制点会将请求信息发送到检验端机中，检测人员打开相关程序后，若程序正常运行、网络稳定，检验端机将自主回复监督控制点请求，自动测试终端将显示出正常连接对应标志。
2 数字化检测系统软件组成
数字化检验系统软件包括五个方面;测试设备软件、检验端机软件、FRACAS端机软件、检验监控信息回放系统以及数据分析软件。
(1)测试设备软件：该软件发挥辅助功能，是在现有检测设备和相关程序基础上实现的。
负责实现信息交互，并接收来自远程指令，然后传送给自动测试系统和分析系统，将检测程序相关信息发送给终端服务器;(2)检验端机软件：运用该软件可以实现远程操控，能够对数据信息进行收集、分析、处理和验收。
通过随机数发生器对产品进行随机抽取检验，对测试情况及时准确把握，同时也可以进行远程系统操控，对测试记录进行调取、对相关数据信息进行详细分析以及采用闭环的方式对故障进行有效处理。
(3)FRACAS端面软件：这个软件是需要装进CARMES中的FRACAS模块，它的应用能够使检验端机成为FRACAS 端机中的成员，能够及时发现产品中的故障。
在对故障原因进行分析的同时还能够制定出有效的应对措施，防止故障再次出现，能够提高系统可靠性。
3 结束语
数字化检测技术操作方便、易于执行，检测人员可在办公室完成检测任务，其摄像功能和检测设备可在远程控制下实施，并实现技术人员与检验人员的沟通交流。
实现数字化检验系统的建立，主要依托成熟网络系统，对数据进行精准采集和智能化分析，不仅能够提升检测水平，也能提高质量监督控制系统信息化作业能力。
进一步规范通信电子设备和产品的检验流程时，使广大检测人员从繁重的工作中解脱出来。
数字化检测技术可对整个工作过程实施远程监控，具有实用性，值得在通信电子设备检测工作中广泛推广。
参考文献
[1]于建伟.通信电子设备的动态分析与优化设计[J].金融电子，2012，8(10)：103-104.
[2]杨飞兵，罗彦.电子设备动力学分析及其振动控制[J].电子科技，2013，6(16)：29-30.
数字化变电站通信网络组网方案【2】
摘要：结合数字化变电站本身的特点，对数字化变电站通信网络的特征进行了分析;以D3型配电变电站为例，研究了基于全站唯一网络的数字化变电站通信网络组网方案，过程层设备与间隔层设备接入通信网络方案与全站唯一通信网络方案。
关键词：IEC61850;数字化变电站;全站唯一网络
0绪论
随着新型互感器、智能设备、网络通信技术等相关数字化变电站应用技术的快速发展及IEC61850标准为我国数字化变电站与电力系统的信息化提供了全面统一的建设规范，基于IEC61850的数字化变电站通信经历了点对点通信模式与过程总线通信模式，鉴于上述两种通信模式在数字化变电站过程层信息共享与设备投资方面的局限性，本文主要对基于全站唯一网络的数字化变电站通信网络组网方案展开相关研究。
1数字化变电站全站唯一通信网络的组网方案
IEC61850将数字化变电站的功能在逻辑上被分配到过程层、间隔层和站控层，站内各种功能的实现依靠通信网络。
通信网络的结构取决于过程层网络与站控层网络的存在形式，目前三层两网结构的数字化变电站应用技术已成熟，由于独立过程层网络和站控层网络都使用MMS作为应用层协议以及采用交换式以太网，为站控层网络和过程层网络连接合并构成全站唯一通信网络(如图1所示)提供了理论基础。
1.1过程层网络的基本组网结构
根据IEC61850基于全站唯一网络的数字化变电站的过程层IED和间隔层IED可以采用4种不同的基本组网方案(如图1所示)，可以在数字化变电站不同场合下应用并且能够满足通信可靠性的要求。
(1)面向间隔原则。
方案①中每个间隔布置自身的总线网络，同时还要装设1个全站范围下的总线网络用来连接各个间隔的总线网络。
优点是网络结构层次清晰、易于管理维护。
缺点是需要较多的交换机与路由设备，设备成本较高。
面向间隔组网方案适合于220kv系统及以上，应用于系统重要间隔组网。
此外设备间的互操作性甚至互换性可在IED层获得，也可在间隔层获得。
(2)面向位置原则。
方案②中每1个间隔总线网络覆盖多个间隔。
当智能设备安装于几个传感器安装位置中心时，从高压端到智能设备的光纤传输通道最短。
此外，220kv双母线多采用母线PT，该PT采用面向位置原则组网可以节省PT的安装数量，多个间隔可共用网络设备。
(3)单一总线原则。
方案③是一种全站范围内单一总线网络方案，所有IED都与该总线网络连接。
优点是交换机使用数量少，成本较低。
缺点是网络可靠性差且要求较高的总线速率与网络带宽。
适合于网络负荷较轻和实时性要求低的中、低压变电站系统。
(4)面向功能原则。
方案④中的总线网络是按照保护区域范围来设置的，其突出优点是总线段之间的数据交换量最小。
1.2站控层网络的'基本组网结构
采用IEC61850-5中的D3型配电变电站，电气主接线如图1-3所示，其中共有32个间隔：其中L1、L2为进线间隔，T1、T2为主变间隔，Fl-F22为馈线间隔，S2为母联间隔，间隔Sl、S3为母线分段间隔，此外还有三个电压等级的三个母线间隔。
采用面向间隔组网原则对D3型变电站过程层与间隔层的IED进行组网，每个间隔根据包含的智能电子设备组成一个独立的子网，每个子网有其自身的总线段，同时还装设1个独立的全站范围的总线以连接各间隔的总线段。
2基于全站唯一网络的数字化变电站通信网络拓扑的选择
双星形结构的不足：站控层设备能直接获得合并单元和智能断路器的过程层数据，存在安全性隐患问题，核心交换机的负担很重，这些对交换机的性能和网络管理提出了很高的要求。
因此，全站唯一双星形通信网络结构适用于中低压变电站，且变电站规模不大。
全站唯一单环光纤以太网采用单模光纤将各间隔交换机两端级联起来构成环形拓扑，各交换机需具备和启动生成树协议，通过交换机的生成树协议选择一条有效的主路径与其他IED通信。
全站统一结构双星形比单环网可靠性好，单环网适用于较小规模变电站。
可采用网络冗余协议构造双环网以提高可靠性，在双环网交换机之间建立环间链接。
3结论
在基于IEC61850的数字化变电站中，通信网络是站内各种智能设备联系的纽带，成为SAS的核心。
提出并分析了程层网络结构的四种基本组网方案的优缺点，以采用IEC61850-5中的D3型配电变电站为例研究了站控层网络的基本组网结构，分析了基于全站唯一网络的数字化变电站各种通信网络拓扑。
参考文献
[1]窦晓波.基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践[D].南京：东南大学，2006.
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