LAN网连接,主要负责整个站的数据管理,事件记录的收集、处理和发布,故障录波数据的保存、时钟同步等工作。
SCM系统硬件实现是两个服务器、一个RAID磁盘的集群系统,两台服务器都具有完整的硬件,都通过其上的交换机与LAN相连接,他们之间通过RAID磁盘相联系,RAID磁盘有5个盘,一块备用,另外四块为W盘存放故障录波,可用故障录波查看程序打开进行分析;Z盘存放SQL Server,其中保存有来自MACH2主计算机的事件记录及其他一些表,供LAN网上的OWS(EWS)的HMI上的事件记录列表和用户管理使用,远程调度中心则通过GWS连接LAN网来使用SCM服务器上的数据。SCM屏柜上还配置有GPS时钟系统用于全站OWS、MACH2(NTP)、PCI板卡、I/O单元(PPS)的时钟同步。
SCM服务器上还运行有其他的一些管理软件:Server administrator, Cluster administrator, Enterprise Manager, VSS数据库。
SCM服务器的一个主要作用是通过SQL Server来管理整个站的数据管理,事件记录的收集、处理和发布。MACH2主计算机通过其上的应用产生事件记录,其上的SQL客户端收集事件记录,并通过LAN发布到事件记录的队列上,SCM服务器上的SQL Server 读取事件记录的队列,根据Text DB进行处理后,根据情况发送到Point Table 和Historical DB上,SCM服务器将向LAN上广播一条新的事件记录到来的消息,LAN网上的OWS就会读取Point Table 到Alarm list、Fault list、Off normal list;读取Historical DB上的新事件记录到Event list。
6. 测量系统
这里的测量系统主要是指模拟量的测量、传输及处理等环节。一次回路上的PT、CT把一次侧的电压通过一定比例的变换,送到本地I/O或分布式I/O的模拟信号电路板上,这些电路板通过带状电缆连接到ps860上,ps860连接到背板的TDM总线(如果是分布式I/O则通过ps876把TDM总线连接到本地I/O的TDM总线上),背板的TDM总线通过ps873连接到ps930,进而连接到ps801上DSP的TDM总线接口上(6个),模拟量经过ps801的初步处理,进一步送到主计算机的应用中。
软件中有许多用于模拟量传输的符号,可以实现ps860到DSP、DSP到其他DSP、DSP到主计算机的传输。
7. CAN/TDM总线
1) 主要功能:CAN总线,站CAN用于连接局部网络中所有的主计算机,实现较低层次
不同CAN网之间的信息交换。ACP CAN与PCP/AFP CAN主机相连,由于PCP/AFP CAN的级别较低,需要在高一级别的ACP 中对断路器进行控制。DFT、CCP、ASI、ERCS及ETCS都连接在PCP CAN总线网络上,AFP CAN及ACP CAN都连接在站控区域总线上,所有的总线都通过冗余结构的双CAN总线控制。 TDM总线,用于测量信号的传输。 2) 特点
TDM-Time Division Multiplex时分多路复用,主要特点: 串行通讯连接
最大31个槽(每个32位)加一个用于校验和的槽 10.6MHz的时钟频率 单向传输
一个传输器,多个接受者(一发多收)
TDM需要3个时钟信号,Frame sync、Clock和Data,这样如果是电缆,就需要6根,光纤需要3根。
单向总线类型,传输速度快,对总线在保护及控制系统的工作状态进行检测,数据传输能力强,每条TDM总线每秒传输超过300000个取样脉冲(每3ms一个),具有很短的等待时间、工作稳定性强。
模拟量通过变送器传输到接口板,这些接口板通过带状电缆和ps860相连接传输,模拟量在ps860中进行A/D转换,再通过其上的DSP,选择背板4各TDM通道中的一个,(如果是分布式I/O则使用与之带状电缆连接的ps876(可以是多个,一发多收)扩展到本地I/O的TDM总线上)背板上的TDM通道,通过ps873连接到ps930进一步连接到ps801的DSP的TDM通道(6个)上, 经DSP模拟量经过ps801的初步处理,进一步送到主计算机的应用中。
Ps860本身需要对其使用的TDM通道和与之相联系的通过带状电缆连接的模拟量接口板进行相关的设置,对于与ps860带状电缆相连的ps876也由ps860进行TDM通道的相关设置。TDM桥的另一端的ps876一般由与之带状电缆连接的ps831或ps832进行TDM通道是相关设置。
CAN-Control Area Network区域控制网,主要特点是: 用于与二进制类型板的通讯 短消息结构、低延迟的高速总线 最大10米高达1Mbit/s的总线速度 多宿主能力
理论上一个网络1024个节点,实际上256个 一个CAN网需要CAN控制器,终端板(ps873),每个CAN网上的电路板都有一个唯一的节点号,I/O背板上有两条CAN总线:CAN1、CAN2,背板上的电路板通过背板连接到CAN1或CAN2。
CAN总线,一种高速总线,具有高效率短报文及很短的等待时间,具有有效循环冗余码校验(CRC)求和及硬件特征,可防止总线上故障的传播,具有故障检测功能,检测到故障后发报警并切换到备用系统,是一个冗余系统的双CAN总线。 本地I/O通过ps873连接ps930连接板,ps930进一步连接到ps801上的CAN1后CAN2,ps801上的2个CAN控制器用于连接两个不同的CAN网络。本地I/O的不同Rack之间通过ps873相互连接起来,如果有分布式I/O则通过ps831扩展,如果是长距离则可以使用ps832使用CAN3、CAN4,光桥可以进行消息过滤等设置。 8、HVDC 远程控制
HVDC远程控制主要是指主计算机通过其上的远程控制器软件,使用远程通讯设备,通过长距离的连接与另一个主计算机通讯,实现远程控制。这种远程控制可以是系统A与系统B之间、极I与极II之间、站与站之间。
主计算机A的ps820连接ps931A,通过ps931A连接主计算机B;或者通过QHLD连接另一个极的主计算机;或者通过QHLD连接另一个站的主计算机。站与站之间的远程通讯有3个通道PrimaryA 、PrimaryB和 Backup互为备用的通道。
远程控制的软件中使用不同优先级的消息格式,用于不同的目的,以实现快速、准确的消息传输。
在进行故障跟踪的时候可以使用choice 命令,其中包含有很多远程通讯的故障信息。
七、控制与保护系统的分层结构 1、介绍:
控制设备主要位于运行楼的控制室内。交流开关场的设备位于分散的继电器室内。 在龙泉换流站,有四个用于500KV的继电器室,两个用于220KV的继电器室和一个用于35KV的继电器室。 2、分级的层次
控制和保护系统在逻辑上以用作电站的物理的或逻辑的部分的几个小房间构成。这些小房间在最大可实现范围内是独立的。这意味着这些小房间控制和保护电站的一部分,并具有在各个不同的小房间之间进行相互交换的最小信号量。在这些小房间中的一个发生故障时,在大多数情况下不会影响到电站的其它部分。基本上每个控制区域都被认为是一个小室。电站中全部功能以及所有设备共有的信号的相互交换是在站级层次完成的。
在控制系统中确定了下列分级的层次: 站级层次 设备级层次
下图给出了在每个层次的设备的原理上的分配。
2.1、站级层次
站级层次相关的功能有:
SCADA系统 站CAN网络
站ASI(辅助系统报警接口)
SCADA系统
这一节简要描述了共同形成用于控制系统的合成人机环境的系统和功能块。这个环境包
含的功能有:
? 来自处理映象的站的控制 ? 事件记录仪的顺序 ? 事件的保存
? 通过清单窗口进行强大地报警处理 ? 有效的用户定义的数据过滤
? 在线和历史的趋势的易操纵的处理 ? 暂态故障记录仪(TFR)和分析 ? 远方控制
该系统还具有包含扩展功能的能力,例如:
? 电站文件的直接存取 ? 报告生成的自动执行 ? 谐波等级监测的显示
? 标准应用,例如电子邮件,字处理,试算表,互联网等等的瞬时存取
被称之为站控及监测(SCM)的ABB的SCADA系统的原理功能的总览在下图中绘制了出来。该系统由三个主要部分组成:运行人员工作站(OWS),分散的处理接口(DPI)和服务器。这些部分的通信是建立在局域网(LAN)之上的。
站CAN网络
对于站相关的CAN网络,BCP用作光缆的起始点。这意味着所有在不同的控制室/楼的主机之间相互交换的信息被连接到这个用于信号的相互交换的设备。该系统采用完全冗余方式制成了BCPA和BCPB柜。这个设备被放置在站控制室内。
下面的方框图给出了站CAN网络的概括的功能的总览。(请注意该方框图仅给出了龙
泉换流站的两个系统中的一个) ASI辅助系统接口
ASI负责站用电以及本地系统相关的报警。该系统是在站级层次上提供的一个系统并负责在控制楼内产生的报警。ASI位于站110V直流蓄电池配电室。ASI还包括三个10KV输入馈线的自动切换功能。
下图给出了ASI柜的结构:
下面的方框图给出了ASI柜概括功能的总览: