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摘要：党的十九大报告做出了推动高质量发展的决策部署，提出了全面建设数字中国战略，要求对传统产业进行全方位、全链条的改造，形成数字和产业的“双轮驱动”。随着企业新型电力系统建设、数字化转型等工作的不断深入推进，对电网运行安全、质量和效率提出越来越高的要求。

关键词：二次运维；信道故障；监测系统

一、背景综述

十九大报告做出了推动高质量发展的决策部署，提出了全面建设数字中国战略，央企先后启动数字化转型、集约化管理提升等专项工作，对二次生产业务开展方式带来了深刻的影响。自动化、继电保护、网安等变电二次设备不断深化模型、规约研究，推动人机交互机制建设，具备了统一规范的对外数字化交互能力，远程集约化运维试点应用已取得突破进展。

二、研究内容

（一）系统的硬件及软件设计

1.硬件电路的器件选择

1.1 单片机芯片的选择

在单片机的设计中，其主要任务包括模拟量模数变换、电平值计算和判决、远动通道遥信信号变位判断、信号频率测量和判决、数据解调判决以及与外部设备的通信等功能。PIC16F877 是一款中档的 PIC 系列单片机，具有诸多优点。首先，其高速的性能（Harvard 结构）使其能够快速地完成各种任务。其次，低功耗特性使其在运行过程中能有效地节省能源。此外，高代码压缩率使其在执行程序时能有效地减少存储空间。同时，其抗干扰能力强，能在各种环境下稳定地运行。

1.2 通信模块的选择

北斗终端通过ID卡实现唯一号码，并采用一户一密的军用加密方式，确保数据传输的安全性。北斗卫星导航系统为用户之间提供透明传输通道，实现数据的无障碍传输。目前，民用短报文通信的发送频度为1条/分钟，每条短报文通信最多可传输78字节的数据。短报文信息可以包括汉字、数字和英文字符，方便用户进行各种信息交流。对于大数据信息，可以通过数据拆分和组装的方式进行传输，确保信息的完整性和准确性。

2.各功能模块的设计

2.1 通道模拟测量模块

此模块主要作用是将模拟通道调制解调中的±57.7V遥测模拟量通过采用运算放大器进行反相放大，转化为 PICI6F877A 单片机的片内 A/D 转换器最高输入电压为 ±5.5V，实现模拟通道数据采集。

2.2 二进制移频键控信号参数测量

在实现频率和数据测量的过程中，首先需要将FSK信号按照1比1的比例通过变压器进行耦合。然后，通过有源带通滤波器对频率中的无用成分进行滤除，使信号更加清晰。接下来利用TL082放大器对信号进行放大处理，同时利用IN14I8二极管反接技术去掉负半周信号。最后，通过74LSI4产生方波信号，并将其连接到PIC单片机的CCP1引脚，从而实现频率和数据的测量。

2.3 遥信信号变位测量

500kV崇左变电站内设备统一采用直流±57.7V进行设备信号告警，普通设备的辅助接点为空接点，需要加入隔离措施，采用光电耦合器隔离。本次采用TLP521将输入信号与本系统隔离，减少了运行环境干扰的影响。该系统使用PIC 16F877A单片机为主要控制原件，AT89S51单片机及433超再生模块搭建无线传输控制模块、15路12V、20A继电器及控制回路组成遥信控制回路。

2.4 通信模块

PIC16F877 是 PIC 系列单片机中一款性能优越的产品，具有高速、低功耗、高代码压缩率等特点，抗干扰能力强。RS-232 是一种常用的串行通信接口标准，稳定性高，传输速率较快。在 RS232 接口的实现过程中，采用了 MAX232 芯片。MAX232 具有功耗小、性能稳定等优点，适用于各种低功耗设备和系统。

3.自动化装置接入要求

3.1 监控后台、测控装置、远动机、站控层交换机、直流控保装置

3.1.1 接入要求

各变电站、串补站、换流站在站内部署态势感知装置，将其接入站内站控层网络，与站内的测控装置、监控后台、远动装置、站控层交换机、直流控保装置等相连；之后通过调度数据网，与二次远程运维主站通讯，实现远程运维主站和运维对象之间的物理串联，管控所有来自主站的远程运维会话。存量、不具备103、61850通讯规约的站点，结合超期服役改造，按照上述要求逐步完成接入。

变电站内自动化装置的远程运维，需包含测控装置、监控后台、远动机、站控层交换机等设备，满足设备定值、开关量、模拟量、事件、告警等信息上送，及远方修改定值、投退软压板、参数修改、定期巡视、配置备份等功能权限。

换流站内自动化装置的远程运维，需包含直流控保装置、测控装置、监控后台、远动机、站控层交换机等设备，在实现常规信息监视、维护操作的基础上，同时增加实时查看站内控制保护逻辑、调取文件波形等功能。

态势感知采集装置应兼容多种通讯规约，支持多个网络接口之间的逻辑隔离，同时接入端口及相关配置应符合网络安全配置要求。

3.1.2 PMU装置

PMU装置主要用于采集一次设备电压、电流、功角等信息，上送调度主站，实现广域的设备信息监视。当前，公司范围内各个站点均配置PMU装置，并上送信息至调度主站，但未接入公司运维自动化系统。考虑到PMU装置设备类型单一，远程维护需求工作较少，因此，二次运维管控平台主站主要开展PMU装置的远程监视，暂不配置远程维护功能。

接入要求：公司二次远程运维主站可通过调度侧PMU主站转发的方式，获取各个站点PMU装置的采集信息，各个厂站端无需改变当前PMU装置网络架构，仅需配合开展相应调试即可。

参考文献：

【1】李国杰;张丹;姬希娜;周恋花;;变电站子站设备通信协议一致性测试系统的开发 （一）设计与应用[J];电力系统自动化;2006年15期

【2】叶海明;;变电站监控系统数据通信实时监听及分析[A];第三届浙江中西部科技论坛论文集（第四卷电力分卷）[C];2006年

【3】杨增力，汪鹏，王丰祥，周虎兵，王友怀，赵严风.智能变电站二次设备运行维护管理[ J ]. 湖北电力，2010.

【4】肖明斌，黎强，梁阳，等.基于SNMP的智能变电站交换机运行状态监测[J].《电力信息与通信技术》 2015.

作者简介：肖明斌（1985.10.16），男，汉，贵州贵阳，本科，高级工程师，主要研究方向：自动化、数字化。