(1)系統的主要硬件設備
1)微機遠動(dòng)監控系統
該系統由現場(chǎng)遠動(dòng)監控系統和Novell網(wǎng)上的后臺機(間隔層管理機)構成?，F場(chǎng)遠動(dòng)監控系統由十個(gè)回路的微機遠動(dòng)監控單元組成，每一個(gè)單元就是一套80C196單片機系統，它包含有CPU、開(kāi)關(guān)量入、開(kāi)關(guān)量出、A/D轉換、通訊及驅動(dòng)輸出等電路。它完成現場(chǎng)設備的監控遠動(dòng)功能。其控制方式采用一對一原則或二對一原則，每一個(gè)回路由一個(gè)或兩個(gè)現場(chǎng)遠動(dòng)監控單元組成，每個(gè)單元都是獨立的，任何一個(gè)單元出現故障或進(jìn)行檢修都不會(huì )影響其他單元的正常工作。其主要功能如下：a全部電量的測量功能；b負荷監控功能；c通訊功能；d定值參數的遠方整定功能。而Novell網(wǎng)上的后臺機完成數據、圖表、電量參數的顯示與記錄；電量變化過(guò)程曲線(xiàn)、趨勢分析、人工置數及事故、事件、順序記錄、報警等功能。
2)現場(chǎng)微機保護單元
該系統中間隔層微機保護裝置是由若干個(gè)微機保護單元構成，每一個(gè)單元也是一套80C196單片機系統，它包含CPU、開(kāi)關(guān)量入、開(kāi)關(guān)量出、A/D轉換、通訊及驅動(dòng)輸出等電路。這些單元除與站內通訊網(wǎng)進(jìn)行通訊以外，還實(shí)時(shí)監控電氣設備的運行情況，一旦發(fā)生異常，保護電路立即動(dòng)作，同時(shí)將保護動(dòng)作情況送到站內通訊網(wǎng)，每臺間隔層管理站可裝十個(gè)微機保護單元。
①110kV線(xiàn)路微機保護單元
根據電力系統對可靠性的要求，對于每一110kV線(xiàn)路采用兩個(gè)保護單元，按二對一原則配置，即110kV線(xiàn)路微機保護是雙機線(xiàn)路微機保護，另外，還有一套微機遠動(dòng)監控單元?？梢?jiàn)，對于每一110kV線(xiàn)路，是由三套微機單元構成，即實(shí)現了三對一配置。其主要完成如下功能：a三段式相間距離保護；b四段式方向零序電流保護；c三相一次重合閘。
②雙卷變微機保護單元
系統中采用了兩套雙卷變微機保護裝置，每套又由三個(gè)保護單元構成，其內部也是由80C196單片機系統組成，同上述微機保護單元內部硬件結構*相同，只是保護軟件不同。為了可靠地保護主變壓器，系統中采用了多CPU方案配置，即差動(dòng)保護單元、高壓側過(guò)流保護單元、低壓側過(guò)流保護單元分別由三個(gè)獨立的保護單元來(lái)完成，三套保護單元相對獨立、互不影響、并聯(lián)運行。因此構成高可靠性的主變微機保護。其主要功能如下：a差動(dòng)電流速斷保護；b110kV中性點(diǎn)零序電壓起動(dòng)的Ⅱ段式零序電流保護；c110kV負序電壓或低電壓起動(dòng)的過(guò)流保護；d低壓側負序電壓或低電壓起動(dòng)的過(guò)流保護；e非電量保護；f主變高、低電壓側負荷保護；g間隙零序電流保護等。
3)35kV、10kV線(xiàn)路及電容器微機保護單元
本系統中，10kV、35kV線(xiàn)路微機保護單元的硬件結構與110kV線(xiàn)路及主變保護單元硬件結構基本相同，但電路簡(jiǎn)化了，同樣由80C196單片機系統組成，其主要功能如下：a10kV、35kV線(xiàn)路保護；b電容器保護。
(2)系統主要軟件
變電站層整個(gè)軟件采用樹(shù)形連接的模塊式結構形式。均在Windows9X多窗口的環(huán)境下工作，通過(guò)菜單、對話(huà)框和鼠標器進(jìn)行操作，擺脫了對鍵盤(pán)的依賴(lài)。同時(shí)突破了DOS操作系統對內存的限制，使監控功能、通訊方式和人機界面等都發(fā)生了顯著(zhù)的變化。多任務(wù)管理使多個(gè)應用程序可以同時(shí)運行并能有效地共享系統資源。操作者通過(guò)多窗口圖形界面可同時(shí)監視幾幅畫(huà)面，不同的畫(huà)面之間可任意切換、平移及滾動(dòng)。系統進(jìn)入正常運行后，用戶(hù)使用鼠標器即可完成人機對話(huà)工作，而且圖形生成軟件包和報表生成軟件包可以方便地生成自己的系統畫(huà)面和表格。
間隔層中采用的80C196系列單片機系統，軟件設計主要包括監控軟件、控制軟件、保護軟件和通訊軟件，程序固化于EPROM中。
(3)通訊方案
根據變電站的特殊要求和控制特點(diǎn)，變電站與調度端、上級站的通訊可采用載波、微波、無(wú)線(xiàn)擴頻或通過(guò)Modle加線(xiàn)等方式進(jìn)行；而站內通訊網(wǎng)采用分層分布控制方式。
1)站內通訊網(wǎng)的結構形式
根據變電站一次設備的情況可把站內通訊網(wǎng)分為兩層——變電站層和間隔層。
①間隔層通常采用串行口進(jìn)行通訊。如采用RS485或RS422通訊接口構成的通信。間隔層一般由單片機來(lái)完成監控、遠動(dòng)和保護任務(wù)，層內單片機不斷地自動(dòng)完成現場(chǎng)的過(guò)程控制和保護功能，就地能完成的功能盡量不上網(wǎng)，并能就地顯示出各單元運行參數和完成過(guò)程控制。這樣設計的優(yōu)點(diǎn)在于，即使通訊網(wǎng)出故障中斷，單片機保護裝置仍能可靠地正常運行。
②變電站層采用Novell網(wǎng)，網(wǎng)上可根據需要配置多臺主機，一般配置有7臺左右的PC主機，分別為高壓設備監控機、中壓設備監控機、遠動(dòng)管理機及保護管理機、遠動(dòng)工作站、工程師站。其中遠動(dòng)工作站作為綜合自動(dòng)化裝置的主機，為了保證其可靠性，我們采用兩臺586PC機(一臺工作，一臺備用)，可自動(dòng)切換，滿(mǎn)足雙通道的要求。而工程師站可通過(guò)一臺Modle和線(xiàn)與站外微機通訊，可作為保護定值、程序及參數的遠方修改工作機。
③為保證通訊網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，單片機仍能正常運行，單片機在通訊網(wǎng)上的接口處，我們還設計有自動(dòng)脫網(wǎng)電路。
站內通訊網(wǎng)采用Novell網(wǎng)和RS485和RS422組成的混合式總線(xiàn)網(wǎng)可以說(shuō)是一種優(yōu)勢互補，恰到好處的組合結構，由于Novell通訊網(wǎng)是計算機應用領(lǐng)域中十分普及的網(wǎng)絡(luò )，它作為變電站層通訊網(wǎng)能快速地完成大量信息交換，組態(tài)靈活，硬件十分通用。而間隔層采用RS485或RS422總線(xiàn)網(wǎng)，對于接點(diǎn)數量不多，相互之間通訊信息量不大的場(chǎng)合是十分理想的。若也采用Novell網(wǎng)則成本太高，造成資源浪費。所以，采用兩種網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)點(diǎn)是一種優(yōu)勢互補的組合。
2)通訊協(xié)議
根據變電站自動(dòng)控制系統的特點(diǎn)，站內通訊網(wǎng)采用帶碰撞檢測的載波監聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。它是一種隨機爭用媒體方式。通訊協(xié)議符合IEEE8023標準。因為站內所有接點(diǎn)均連在總線(xiàn)式通訊網(wǎng)上，并不斷地監聽(tīng)總線(xiàn)是否有空閑，一旦有空閑，各個(gè)接點(diǎn)爭相發(fā)送，這樣就發(fā)生了碰撞問(wèn)題。為了減少碰撞，可將各接點(diǎn)從檢測出總線(xiàn)空閑到發(fā)送數據規定不同延時(shí)，而這一延時(shí)可以是隨機的，也可以人為設定。對于重要的接點(diǎn)采用優(yōu)先發(fā)送的原則，這樣當一個(gè)接點(diǎn)發(fā)送完畢，另外的接點(diǎn)又爭相發(fā)送，所有接點(diǎn)均采用“邊聽(tīng)邊講”爭用總線(xiàn)方式，使總線(xiàn)上的通訊效率大為提高，并更具有靈活性。網(wǎng)上增、減接點(diǎn)也非常方便，任一接點(diǎn)退出都不影響其他接點(diǎn)的通訊。
