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低压电器数据通讯及其规约

2022-05-23 15:18 来源: 作者/编辑: 浏览次数:158 手机访问 使用手机“扫一扫”以下二维码,即可分享本文到“朋友圈”中。

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讯要求的主要技术背景。

低压智能电器的发展得益于单片机(微处理器、mcu)的发展和应用,发展势头迅猛。但是在低压电器中引入智能化技术的主要是断路器用的脱扣器及一些控制电器,目前普遍采用的设计方法是在产品原有功能的基础上加以深化、细化;尚未跳出原有的框框。如果以较典型也较成功的代表一-智能化断路器(核心部分为智能化脱扣器)为例,我们可以看到尽管这一产品的智能化水平已达到一定程度,具有完整的可设定的保护特性、也派生了电流表等各种新功能,与传统产品相比应该说是很理想了,然而自动化控制角度来看,它还只是一个简单的“点式”控制部件。其他的智能电器往往只是起了简化逻辑电路的作用,如智能时间继电器等。另一方面智能化电器的监控、保护与信息网络系统也已问世,而它的集中控制系统使低压智能电器必须具有数据通讯接口,否则整个系统的信息交换就相当成问题。同时带数据通讯接口的智能电器反过来又促进了整个低压控制网络进一步的发展。

目前电力系统尤其是低压电网的控制手段主要还是继电保护,网路的各个“节点”上基本上都是“点式”控制部件;网路以分级保护的方法来确保安全,仅仅依靠对“点式”控制部件的整定值的l刖s低压电器为低压电网的基础元件,而低压智能电器则是配电自动化等一系列配电与控制智能化网络的末端执行部件,它们之间的信息、数据的交换是整个配电网络控制与管理技术的基础。由于智能电器的飞速发展,同时电网自动化控制的进展而对低压智能电器提出了数据通讯要求。因此统一低压智能电器数据通信规约的要求已经迫在眉睫。在这种情况下,上海电器科学研究所根据行业的特点编制了低压电器数据通讯规约,并在城市电网关键技术项目<智能型低压配电和控制装置〉中应用,以推动我国电力电工事业的发展。

由于数据通信的技术依托主要是计算机通讯技术,而该技术的发展极快、新技术、新方法层出不穷;此外低压电器的数据通讯又有其固有的特点和技术基础;因此,如何制定一个既带有技术上的先进性,又符合低压电器元件特点的数据通讯规约是摆在我们目前的一个课题。

2技术背景低压智能电器迅速发展,以及由于电网自动化控制的进展,是对低压智能电器提出的数据通4分级设定来实现。这是一种开环控制,而且是离散的,即网路的各个“点式”控制部件之间基本上没有反馈环路的连接(有时仅在局部有级间联锁),因此它只是一种“原始”的控制。然而从整个工业体系的角度来看低压电网的控制,它比一台设备,一条流水线重要的多,而智能水平则相对较低,因此大力发展低压电器智能化技术已经迫在眉睫。

同时对低压电网进行的“网络控制”的智能化系统的发展及其迅速,现在已经出现了多种以智能化断路器为基础而开发的低压配电监控网络系统,如法国施耐德公司的产品。各个公司也纷纷推出了自己的智能化电器的监控、保护与信息网络系统,但是五花八门、各行其事,尚未形成统一的格局,尤其是在低压电器的数据通讯方面。

我们介绍一些国内情况:目前可用的智能低压电器还不够充分的多,但是关键的智能电器国内已经研制成功并已经形成了生产规模;如八五规划中研制生产的智能型框架断路器、智能型塑料外壳式断路器都具有可带通讯接口的智能化脱它们与控制网络的“连接”是通过计算机通讯接口来实现的。在电力系统中作为配电与保护电器的智能型断路器,它可以在安装时提供许多保护曲线(三段保护)供用户设定,并且在电网运行时由上级计算机根据配电自动化的要求来及时地改变这些曲线,这样智能型断路器就从原来的“静态”的保护变成了“动态”保护,保护水平有了大大提高。同样国内的智能电器的数据通讯规约尚未统一,因此在一个控制系统中往往只能使用同一型号的智能电器,这样控制系统的设计和应用就有了很大的限制。低压电器数据通讯规约的出现使得控制系统可以容纳各种各样的智能电器,只要它们具有使用统一“规约”的数据通讯接口就可以了,于是控制系统的设计和应用就有了普遍性,从而更容易推广和普及。

总的来说,智能电器具有了数据通讯接口,就能进入控制网络,网络控制使得智能电器的控制与保护性能有了“质”的变化,而具有使用统一“规约”的数据通讯接口,能使控制网络更易设计和应用。

3低压电器数据通讯的特点和技术基础对于低压电器的数据通讯来说,需要确定的是三部分的内容。**要考虑通讯的主要内容,即与电力网络控制内容有关的信息,以及将这些信息如何编码(数据代码)。第二要考虑通讯方面的问题;如数据传输格式、传输规则。第三是关于数据通信网络结构的各种方案。

3.1网络控制内容低压电器数据通讯的主要内容是网络控制的对象参数,主要有以下三类:低压电器元件自身工作状态参数,如:工作状态;通还是断、待命状态;已准备好还是未准备好、报警、故障;已动作还是未动作。

低压电器元件所在工作支路的电参数,如:电流(分相参数)、故障参数(故障值、所在相)以及相关参数。

控制网络工作参数,如:遥调、遥控3.2通讯的方式需要考虑的是数据传输格式、传输规则、数据链路符号、字节格式、帧格式、功能编码、波特率、差错处理等。

3.3数据通信网络结构通讯接口的硬件结构,如::37芯连接器(gb9950)、15芯连接器(gb9952)、25芯连接器(s/z9104)、网络用接口r45等。

第三层与智能电器的中央处理器(cpu)或微处理器(mcu)输出口连接设计。

第四层处理器的设计,这里有单处理器和双处理器(其中一个专用于数据通讯)两种方案。

通讯线路的物理结构,如:光纤、屏蔽线、双绞线。

上级机的接口硬件和监控软件、数据采集软件。通讯接口相应的软件环境,通讯软件模块化设计。

3.4低压电器数据通讯的特点5一从网络控制的角度来看,低压电器通讯内容的特点在于有较强的时效性。特别是在配电支路发生故障的情况下,系统响应的时间应该是毫秒级的。在有区域闭锁功能的控制系统对响应时间的要求就更高。

4低压电器数据通读规约低压电器数据通讯规约(vi 0)在城市电网关键技术项目智能型低压配电和控制装置中开始应用。

该规约规定了低压电器与低压电器之间,低压电器与上一级计算机监控装置乃至与中央控制系统之间的数据传输格式,数据编码以及传输规则。

该规约适用于点对点、一点对多点的数据通4.1主要标准规约主要标准是电力部行业标准电力负荷控制系统数据传输规约>,(国际电工委员会尚无有关出版物)。

鉴于该标准主要用于各点控制系统,控制中心与当地控制机之间的通信,主要通讯内容为电力负荷控制,实时控制内容比较少;仅仅限制负荷时的御载跳闸信号可达1~15分钟(即计划限电的动作时间),以管理信息为主,对通信的可靠性要求也比较低,但是与我们的通信规约有一定的关联,为此,我们的规约尽量与其靠近,主要格式与其通用。

另一份主要标准为机械部行业标准b/t575591(iso 8867-88)工业异步通信数据链路层和物理层>,由于该标准成文年份约为87年左右,距今已经有十年之久,因此内容已经相当陈旧,在本规约中仅作为一般性之用。

4.2规约主要内容简介规约规定了参数类型和相应的参数代码和通讯的格式4.2.1低压电器元件工作状态参数4.2.1.1工作状态:通、断4.2.1.2待命状态:准备好、未准备好4.2.1.4故障:已动作、未动作4.2.1.5故障类型(四种类型)4.2.2低压电器元件及其工作支路的电参数4.2.3.1遥调相关参数4.2.3.2遥控信号4.3通讯的格式规定了数据传输格式、传输规则、数据链路符号、字节格式、帧格式、功能编码、波特率、差错处理等。





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