2024年3月31日发(作者：)

.

CBZ-8000

..

变电站自动化系统

技术说明书

.

2007-1

1、系统概述

随着我国电力事业的飞速发展，电网规模不断扩大，电网结构日趋复杂，高电压等级特别

是500kV电压等级变电站得到了迅速发展并逐步成为区域电力枢纽或网架骨干节点，1000kV电

压等级变电站也已经准备上马，电网运行需要传送的实时信息量成倍增多，对实时性要求更高。

另外，随着电力系统市场化改革的不断深入，电力系统“公司化改组、商业化运营、法制化管理”

的时代已经到来。这些都对变电站自动化提出了更高的技术要求。

许继电气股份有限公司通过对客户需求的充分调研和把握，借鉴了业界许多优秀自动化系

统的成功经验，以先进可靠的计算机技术、网络通信技术和许继多年在自动化领域的积累为依

托，倾力打造开发了CBZ-8000变电站自动化系统。

CBZ-8000变电站自动化系统遵循开放、先进、可靠、统一的设计理念，面对变电站需具备

的功能和未来变电站自动化系统必然发展方向全面考虑，优化功能配置和简化系统结构，用分

层、分布式的系统结构实现了面向对象的变电站自动化设计思想，完全兼容

UNIX/Windows/Linux不同的操作系统。可以根据不同电压等级的变电站自动化系统对监控主站

软件的需求选择不同的操作系统。系统实现了变电站功能的综合化、操作监视的屏幕化和运行

管理的智能化。“系统的整体性能达到了国际同类产品先进水平”（摘自鉴定证书）。

1.1系统设计目标：

提高变电站自动化整体运行水平

面向35kV～1000kV各电压等级变电站或开关站对自动化系统的功能需求，提供全面解决方

案。系统结构、软件和硬件的设计代表当今自动化技术的最新发展水平。系统能适应变电站现

场恶劣的运行环境，抗电磁干扰性好、可扩展性强。采用开放性的国际标准以保证系统的开放

性和兼容性，为广大电力用户提供更好更经济的服务。

提高设备利用率

系统设计采用可持续发展策略，基于国际标准的开放性系统设计。保证系统能随着变电站

自动化技术的不断发展可在原有设计的基础上方便地进行更新和升级，系统可不必随新技术的

..

.

发展而完全淘汰，最大限度地保障用户的投资，体现系统经济性的特点。

降低变电站误操作概率

通过设置专用微机五防主站，配合站控层设备的逻辑闭锁和间隔层设备的自锁和互锁，变

电站具备了多级防误操作闭锁，保证变电站的任何操作都在防误闭锁逻辑的监视下进行。

降低变电站自动化系统整体造价

利用系统集成技术，通过优化系统功能配置，简化系统结构，降低变电站自动化系统的整

体造价。

1.2系统特点：

（1）监控系统软件采用跨平台方案设计，采用一套软件即可完全支持UNIX、Linux及

Windows各类操作平台。

（2）监控系统软件设计采用平台化设计思想。系统设计采用技术平台+应用平台+工程配

置的设计思想。把核心技术应用与应用开发及工程组态分层隔离。应用功能的扩充不会影响系

统的核心业务，极大地提高了系统在扩展应用时的可靠性。

（3）设计全过程面向对对象，更加适合电力系统用户。监控系统软件从系统建模、应用开

发、工程配置到运行人员操作全过程体现面向对象思想。并且在设备对象建模上，遵循IEC61850

对象模型，可以非常方便地兼容IEC61850的装置。

（4）系统设计采用一体化设计理念，把变电站实时监控、故障信息系统子站以及变电站日

常管理融为一体，并且这几个子系统在设计为逻辑上相互独立，这样即满足了信息共享的要求，

又可以按照不同需求单独配置，满足功能灵活性要求。

（5）提供智能化报警手段。可以根据用户的需求，对报警实施分级管理，对不同级别的报

警信息可选择不同的报警方式，包括报警声音、报警颜色，并可以选择是否实时报警，以屏蔽

一些不重要的报警信息。

（6）系统设计了完备的网管功能，对全站网络各个节点提供实时在线监测和异常报警。有

效地对变电站自动化系统中的通信网络系统实施管理。

（7）系统内嵌脚本语言和符合IEC61131-3标准的可视化逻辑模块，可完成顺控、防误闭

锁逻辑组态，在客户端可以实现功能丰富的动态画面展示。同时支持各类计算公式和表达式，

可以实现各类统计计算功能的扩充。

（8）监控系统具备网络拓扑分析功能，可以实现带电设备的颜色标识。

（9）数据库设计采用自行设计的实时数据库和标准商业历史库相结合的方式。并提供一整

套统一的数据访问接口以供外部应用调用。

..

.

（10）监控系统软件设计采用C/S结构，模块化设计，便于扩充。系统设计能够灵活配置，

从最小全部功能集于一体的单机系统到最大多台服务器和工作站组成的网络集群系统。

（11）监控系统提供完备的软硬件自诊断、自恢复以及远程诊断功能，以确保系统的长期

可靠运行。

（12）系统设计有多级权限管理和严格的密码认证机制，并且信息的传递严格按照横向隔

离、纵向加密的原则设计，确保系统的安全性。

2、CBZ-8000变电站自动化系统构成

CBZ-8000变电站自动化系统适用于35kV～1000kV各种电压等级变电站或开关站。系统

在物理和功能上均采用分层分布式结构，保证了系统组态的灵活性和功能配置的方便性，系统

整体上分为站控层和间隔层两层，站控层和间隔层之间通过通信网络相连。站控层为全站设备

监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气

间隔单元，以相对独立的方式分散在各个保护室中，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍

能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。系统在设计时充分地考虑了电力系统信息化的要

求，设计了与MIS系统和继电保护信息管理系统等多种信息化系统的接口，提供变电站全面的

信息服务支持。

CBZ-8000系列变电站自动化系统结构示意图如下图所示：

..

.

..

.

2.1结构特点

（1）整个系统采用面向对象的设计原则，由站控层和间隔层两层构成，不设总控单元，简化系

统结构。

（2）系统主干网络采用光纤自愈环型以太网，站控层与间隔层设备之间直接采用以太网通讯，

实现了平衡高速无瓶颈数据传输。

（3）测控单元采用模块化结构，满足集中组屏式安装和全分散式安装的要求。对于其他具有以

太网接口并提供IEC60870-5-104或IEC61850的间隔层设备可直接上网，否则通过网关接入系统。

2.2通信网络

通信网络是站控层和间隔层之间数据传输的通道，通信网络的性能直接影响着整个变电站

自动化系统的性能。根据变电站电压等级和变电站规模的不同，通信网络可灵活配置。

光纤自愈环型以太网－适用于110kV及以上电压等级的变电站；

单（双）星型以太网－适用于110kV及以下电压等级的变电站；

通信网络采用的通信方案有以下2种：

（1）通信网络传输层协议采用TCP/IP协议，应用层通信规约严格等同采用国际标准

IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约，IEC60870-5-103规约仅用于传送变电站继电保护

信息，监控信息由IEC60870-5-104规约传送。

（2）采用IEC61850通信规约。

通信网络的特点

◆主干网采用10/100M/1000M光纤自愈环形以太网；

◆网络的抗故障能力强，即当网络中光纤断裂时，可通过光SWITCH实现主备环之间的自动环回，

自动路由到正常的链路进行通信，并隔离故障点，网络故障自动愈合时间仅需50ms～500ms；

◆通讯介质可可根据变电站实际情况灵活使用光纤、双绞线等。也可在一个网络中同时使用光

纤和双绞线；

◆网络拓扑结构可为星型或自愈环型，也可采用两者混合组网的模式；

◆基于电SWITCH的星型网络拓扑结构和结构化布线技术使以太网的可靠性达到很高标准；

◆站点扩展可通过集线器的升级或级连来完成，灵活方便；

◆网络的智能化功能可准确定位通信网络的故障点，维护方便。

2.3站控层

站控层为变电值班人员、调度运行人员提供变电站监视、控制和管理功能，界面友好，易

..

.

于使用。组件技术使用，实现软件功能“即插即用”，能很好地满足综合自动化系统的需要。是

整个变电站监视、测量、控制和管理的智能化中心。站控层设备包括：操作员站；远动主站；

继保工程师站；微机五防系统网络接口。预留大型电气设备在线监测与诊断系统和遥视系统的

网络接口。

站控层的特点

◆操作员站、远动主站、继电保护工程师站在逻辑上相互独立。

◆支持Windows2000、Linux中英文系统及UNIX操作系统。

◆支持局域/广域网用户Web浏览。

◆核心级双机无扰动热备用。

◆提供完善的上下文在线帮助功能。

◆灵活的组态平台。

◆可无缝嵌入大型一次设备状态在线检测及诊断系统。

◆等同采用国际标准的IEC60870-5-104规约/61850规约，方便实现任何厂家可提供

IEC60870-5-104规约/61850规约设备的无缝接入。

◆可通过遥视系统动态监视电气设备的运行安全状态。

◆可与专设的微机五防系统相配合，实现对远方控制操作、就地调试检修的防误闭锁。操作员

站也具备完善的逻辑闭锁功能。

◆可提供新型的多功能变电站仿真培训系统。

◆远动主站可满足多种远动通讯规约的需要：IEC60870-5-101规约；DL/T634-2002规约；u4F

规约；SC1801规约；部颁CDT规约，DNP3.0，RP570，CDC8890，VAN_COMM等10多

种规约，以及基于高速数据网的IEC60870-5-104规约。

◆可实现变电站继电保护及故障录波信息的处理；具有故障分析功能。

2.4间隔层

间隔层按照不同的电压等级、不同的电气间隔单元，不同的控制对象分散在各个保护小室

中，或是下放到高压设备现场。在站控层或通信网络故障的情况下，间隔层仍能独立完成间隔

层的监测和控制功能。

间隔层设备包括保护装置、测控装置、自动化装置、操作切换装置以及其他的智能设备和

附属设备。

3、CBZ-8000变电站自动化系统通信网络

3.1通信网络现状

..

.

变电站通信网络是变电站自动化系统的关键组成部分，它是变电站自动化系统各种信息传

输的通道，通信网络的性能直接影响着变电站自动化系统的整体性能。

变电站自动化技术从上世纪90年代初在国内应用以来，在中、低压变电站中已经得到了广

泛的应用，并且取得了不错的运行效果。由于目前国内主流的变电站自动化系统都是面向中、

低压变电站自动化系统的功能需求为目标进行开发设计的，所以构建的变电站自动化系统的通

信网络从根本上（可靠性、实时性、网络规模和容量等）不能满足高压、超高压、特高压变电

站对变电站自动化系统通信网络的功能需求。

串行总线网技术

早期的变电站自动化系统中，广泛采用串行通信技术来实现站内通信，在工程实践中暴露

出以下问题：

(1) 通信速率低，一般不超过9.6kbps，在需实时传输大量数据时力不从心。

(2) 在采用星型拓扑结构时系统站点和功能的扩展困难。

(3) 若使用总线型拓扑结构，由于不能实现平衡传输，不能实现多主站共享网络资源。

只能运行polling规约，开销大，效率低。

(4) 只能在通信网中设置一个主机，因而不能享有多主机技术带来的各种优越性能。

(5) 由于性能低下，要实现完整的功能，通信网的规模和复杂性令人生畏。随着用户对变电站

自动化系统功能和性能不断提出新的需要，串行通信技术已经不能满足要求，各厂商便把目光

转向现场总线技术。

现场总线技术

由于基于网络技术的现场总线无论在通信速率和实时性，可靠性和组网的灵活性上均远高

于简单的串行通信技术，在很短时间内便成为变电站自动化系统主流通信技术。但现场总线技

术自身的诸多局限性，又一次成为变电站自动化系统网络通信技术发展的瓶颈。

（1）电站通信节点超过一定数量后，网络性能迅速下降，不能适应大型变电站对通信的要求；

（2）有限的带宽不能满足通信速率的要求。

（3）总线型拓扑结构在网络的任一点故障时均可能导致网络通信中断，且难以诊断故障点；

（4）由于强调专用性而忽略了通用性，长期缺乏统一的国际标准，许多网络设备和软件需专

门设计，因此系统是一个封闭的系统。

以太网技术

随着信息互通、共享的需要，网络技术得到迅速发展，以以太网为代表的局域网技术和以

TCP/IP为代表的互联网、广域网技术已经成为当今世界两大网络技术主流。以太网以其先进的

..

.

网络竞争机制、成熟的应用环境、低廉的价格和开放的协议，使其在局域网应用领域成为唯一

占主导作用的网络，在全世界得到了广泛应用，并且已经成为局域网的应用标准，是变电站自

动化系统站内局域网通信必然发展趋势。TCP/IP协议被誉为把互联网召集在一起的黏合剂，凸

显了其在网络通信中的地位。所以TCP/IP协议与以太网的完美接合，使得基于TCP/IP协议的互

联网和以太网被誉为当今网络通信技术的两驾马车。

3.2 光纤自愈环型以太网

通过对变电站自动化系统网络通信技术的分析对比，CBZ-8000变电站自动化系统采用了光

纤自愈环型以太网作为变电站自动化系统通信网络的主干网络。经各项参数对比分析证明，该

通信网络在通信实时性、高效性、可靠性、信息长距离传输和网络布线简洁性等方面都达到了

最优，具备了一个高可靠性变电站通信网络必须具有容错、高速、远距离传输、出现故障恢复

时间短等特点，代表了当今变电站自动化系统通信网络发展的方向。

光纤通信

高压、超高压、特高压变电站一般占地规模大，为了减少主控室的占地面积，简化变电站

二次设备的互连线，提高二次设备的可靠性，节约控制电缆，减小电流互感器和电压互感器的

二次负载，变电站自动化系统提出了分层、分布式系统结构和面向对象的设计思想，系统采用

间隔层设备下放保护小室的方式。但这种方式带来的最大的问题就是变电站现场的干扰问题，

我们知道变电站现场存在着强的电磁干扰、射频干扰和地电位差等多种干扰。由于继电保护小

室的设备信息上送要经过长距离的传输，这些干扰都直接威胁着变电站自动化系统通信的可靠

性以及数据传输的容量、速度和传输距离。如果采用传统的通信网络在信息的可靠性方面已经

得不到保证。

针对上述问题，我们知道，光纤通信以其低损耗、高带宽、强抗干扰能力等特点已经在许

多通信网络中得到了广泛应用。光纤通信具有良好的电磁兼容性，即使在高强度的电磁环境下

运行，光纤传输的信息也不会受到影响。所以说光纤通信在电力系统这一应用环境极其恶劣的

场合具有常规通信无法比拟的优越性。

容错的网络

变电站自动化系统出于可靠性方面的考虑，是不允许出现通信中断的，即使出现通信中断，

也必须在规定的时间内恢复，否则将影响系统的安全运行，严重的情况会造成灾难性的后果。

因此容错网络在构建变电站网络拓扑结构时成为必需。这样，在容错网络中，一旦主通信网络

出现中断或异常，备份的通信网络将立即代替主通信网络，使出现故障的网段或装置自动从网

中隔离，以不至于影响整个网络的运行；当故障的网段或装置故障恢复后，主通信网络自动恢

..

.

复并且备份网络自动退出运行处于备份状态。

在网络容错功能设计上，一般说来，单一的网络是难以完成容错通信的。经过对各种网络

拓扑结构性能的对比分析，证明最适合的网络容错拓扑结构为光纤自愈式环网通信网络。光纤

自愈环网结构的典型高可靠性通信应用模式如国际、国家的通信主干网就是光纤自愈环网。

光纤自愈环型以太网自愈功能的实现：

光纤自愈环网的自愈原理就是将所有的设备的信息分布在信号流向相反的两个环上，正常

时只有主环在工作，备环处于备份状态；当环上某处光纤断裂或某节点发生故障时，与故障点

最近的两个环网节点通过改变数据流的发送和接收方向，在主环和备环上自动环回，这时，环

网仍然是一个闭环，通信链路保持畅通。故障点链路恢复后，备环回到备份状态。这种自愈型

环网极大的提高了通信的可靠性。

光纤自愈环型以太网自愈功能实现示意图

并且当环上某处光纤断裂或某节点发生故障时，与故障点最近的两个环网节点在自动环回

的同时，主动向操作员站上送网络动作切换信息，操作员站在监控画面上通过网络着色的方式，

向运行人员提示故障网段，方便通信网络故障查找和恢复。

3.3光纤自愈环型以太网的特点

高可靠性

光纤自愈环网在网络中任一点故障时，可快速切换通道，切换时间对于100M以太网小于

..

.

20ms，10M以太网小于0.5s，保证网络上设备的正常通讯，其可靠性高于双总线网络，可满足

110kV～500kV变电站自动化的要求。同时，由于光纤自愈环网的采用避免了系统网络接入设备

的多级级联，进一步提高了网络的可靠性；所有的环网接入设备全部针对工业环境设计，采用

冗余交直流电源供电，其可靠性是普通的网络接入设备不可比拟的；整个系统采用的星型和光

纤自愈环网混合网络，既避免了纯环型网络在节点过多时的缺点，又保存了星型以太网接口标

准扩展方便的优点。

优越的网络监视能力

所有的环网接入设备可实时监视与之相连的网络的通讯状态以及直流电源供电情况，出现

问题可通过输出触点及时反映，并指示出故障位置，既保证网络的可靠运行，又极大的简化网

络的维护，降低维护工作量。

施工安装的方便性

由于主干网采用了光纤自愈环网结构，使得施工非常方便，特别是在控制室，将看不到专

用的通讯机架及上面密密麻麻的光缆，提供了系统的可靠性，降低了施工安装费用和系统运行

维护工作量。并且系统扩容时，不会影响现存系统网络的正常运行。

良好的灵活性和扩展性

由于整个系统采用星型和光纤自愈环网混合网络，所有的站控层和间隔层设备可采用星型

网络连接，系统间各设备的连接非常方便，具有很好的灵活性和扩展能力。

..

.

双星型网结构示意图 光纤自愈环网结构示意图

光纤自愈环网与双星型网结构对比示意图

4、CBZ-8000站内通信规约

4.1通信规约现状

变电站自动化系统站内局域网的通信开放性、兼容性是衡量一个变电站自动化系统性能先

进性的重要指标，也是制定有关标准的重要标准。但是到目前为止，在实际的变电站自动化系

统中，由于诸多原因，不同的厂家所采用的通信规约并不统一，很多厂家采用自己的内部规约，

这给变电站自动化系统站内局域网通信的开放、兼容方面带来诸多不便，增加了很多通信规约

的转换工作，严重时会造成通信的不可靠。

一般情况下，中、低压变电站自动化系统的大多数设备是由一个厂商提供，个别设备由其

他厂商提供，尽管不同厂商设备间互连需要通信协议转换器，但工作量并不是很大。但在高压、

超高压、特高压变电站中，出于可靠性等因素的考虑，通常采用多个厂家的设备（如高压线路

保护），站内往往由许多厂家的设备进行系统集成，由于各厂家设备使用互不相同的通信网络

和通信协议，于是在通信协议转换器上会花费更多的人力和物力。并且用这种方式完成的系统

集成一方面提高了系统成本、加大了维护工作量，另一方面也增加了系统结构的复杂性、降低

了系统的可靠性。

另外，由于厂家的内部规约，相比国际、国内标准的通信协议，其成熟度也比较差。原因

也是很明显的，国际、国内标准的通信协议常常是组织业界最为权威的专家群，总结业界的许

多相关实践经验，并经反复讨论才确定的。而相比之下，厂家的内部规约则不可能做到这一点。

如何才能提高变电站自动化系统的站内局域网的通信开放性、兼容性？一个最好的办法和

途径，就是所有的厂家都采用标准的通信规约，使自己的产品更为标准化。从目前的趋势来看，

IEC的一系列标准最具有代表性，得到了更广泛的支持，必将成为最终通行的国际和国家标准。

国际、国内标准的通信规约，是厂家共同认可的标准，对厂家和用户都是开放的，可方便实现

不同厂家的产品的互联。所以，变电站自动化系统通信规约采用国际标准通信规约是今后的发

展趋势。是提高变电站综合自动化系统的站内局域网的通信开放性、兼容性和可靠性的根本途

径。

4.2 IEC60870-5-103/104/IEC61850国际标准规约

目前，对于变电站自动化系统的应用，国际电工委员会公布了变电站继电保护装置的通信

标准IEC60870-5-103规约（简称103规约）。除了103规约之外，国际电工委员会还公布了

..

.

IEC60870-5-101规约（简称101规约）和IEC60870-5-104规约（简称104规约）两个用于远动的

通信标准。并且我们国家也都有了对应的国家标准。103规约已在继电保护装置中广泛地采用，

我国的工程招标书上对继电保护装置的通信接口也明确要求采用103规约。104规约是IEC为适应

101规约网络传输的需要而制定的规约，是101规约的网络传输版。现在104规约已被多个国际

知名保护自动化公司（如SIEMENS，GE，ELIN）应用到变电站自动化系统，作为站内局域网通

信的应用层传输规约，并且得到成功的应用，104规约已经是变电站自动化系统站内局域网事实

上的通信规约标准。

鉴于变电站自动化系统需要高速数据传输的特点和采用以太网作为站内局域网的方式，采

用103规约和104规约应该是IEC 61850标准规约正式颁布之前的变电站自动化系统的站内通信

规约的最为合理的一种选择。因为它们既能满足继电保护故障信息和监控信息的传输要求，又

有标准规约的兼容性。另外，103规约和104规约同属IEC 60870-5系列标准的配套标准，它们共

享相同的应用数据结构和应用信息元素的定义和编码，会给通信数据处理带来极大的方便。

经过反复调研和深入研究，先期的CBZ-8000变电站自动化系统采用了103规约和104规约两

个国际标准作为CBZ-8000变电站综合自动化系统站内局域网通讯的通信规约标准，并且在设备

对象建模上，遵循IEC61850对象模型，可以在以后非常方便地兼容IEC61850的装置。

随着IEC61850规约的逐步实施，变电站自动化系统采用IEC61850通信规约已经是发展趋势。

采用IEC61850通信规约的CBZ-8000变电站自动化系统也已经成功推出并投入运行。

4.3 CBZ-8000变电站自动化系统站内通信规约

CBZ-8000变电站自动化系统分为站控层和间隔层，站控层与间隔层之间采用（电连接或光

纤）以太网通信。

CBZ-8000变电站自动化系统的站内通信规约在保证等同采用国际标准方面采取了两条措

施：（1）严格贯彻实施标准文本；（2）采用权威的地测试工具，进行逐类、逐条报文的测试

验收。此外，CBZ-8000变电站自动化系统的站内通信规约还通过了KEMA公司的测试软件的测

试。避免了采用内部规约时出现的联调过程中通信错误划分不清，接口标准理解不一致等诸多

问题。提高了系统开发和工程的效率，保证了系统的开放性、兼容性和互操作性。

5、CBZ-8000操作员站

CBZ-8000操作员站监控系统软件是在分析借鉴WondWare的InTouch、西门子公司的

WinCC、以色列的WIZCON、美国Interlution公司的Fix等监控软件成功经验的基础上，采用分层

设计、构件化、标准化、开放化等先进的软件开发思想，自主开发的拥有自主版权的监控系统

软件。彻底解决了当前国内大多变电站监控系统是一个孤立的自动化系统，系统功能可拓性较

..

.

差，应用系统与支撑平台的兼容性差，系统网络互联应用接口开放性差以及人机一体化交互友

好性（上层开放性）也较差等一系列的功能瓶颈问题。

5.1主要技术特点

◆ 采用数据库中间件和通讯中间件技术

通过数据库中间件，系统可以采用目前国际流行的所有商业数据库作为历史数据库，

而无需更改系统程序。通过通讯中间件，可以方便实现通讯规约的加入，避免新的通讯规

约的加入引起程序结构的改变，或原有软件的不可用。最大限度的保证用户的投资价值。

◆ 无前置通信技术

传统后台系统由于通讯限制，采用前置机读取间隔层设备数据，再由前置机把解释后

的数据发送到后台，前置机无可避免地成为通讯瓶颈。本系统技术建立在分布式网络化的

通讯机制之上，采用高稳定性的服务器作为数据管理核心，比建立在前置机技术上的后台

系统前进了一大步。

◆ 系统模块化设计配置灵活、易于扩展、平滑升级

系统设计采用客户/服务器结构，模块化的设计能够使系统规模方便地从最小配置的所

有功能（包括与继保工程师站）集成在一台计算机的单机系统，发展到具有数台服务器和

工作站的网络式群集系统。并可通过对整个监控软件平台的持续平滑升级保证监控系统技

术及性能的长期领先。

监控软件分层结构示意图

5.2主要功能简介

..

.

（1）数据采集与统计计算：

通过现场（I/O）测控单元采集有关信息，检测出事件，故障，状态，变位信号及模拟

量正常，越限信息等，进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，

其范围包括模拟量，数字量和脉冲量等。

1）模拟量包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量，

并具有如下采集功能∶

a） 定时采集：按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度校验及数

据库更新等。

b）越限报警：按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警，其报警信息应包括

报警条文、参数值及报警时间等内容。

c) 追忆记录：对要求追忆的模拟量，可以追忆记录事故前1分钟至事故后5分钟的采

集数据。

2）数字量采集包括断路器，隔离开关以及接地刀闸的位置信号，保护动作信号、运行

监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等，并实现如下功能：

a） 定时采集：按扫描周期定时采集输入量并进行光电隔离，状态检查及数据库更新

等。

b）设备异常报警：当状态发生变化时，立即进行设备异常报警，报警信息包括报警

条文、事件性质及报警时间等内容。

c）事件顺序记录（SOE）和操作记录：对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要

快速反应的开关量采用中断方式，并按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序

记录。

d）逻辑运算：当电网发生事故时，可以自动生成事故总信号。

（2）报警处理：

报警处理分两种方式，一种是事故报警，另一种是预告报警。前者包括非操作引起的断路

器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算

机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。报警发生时，立即推出报警条文，伴以声、

光提示；对事故信号和预告信号其报警的声音可选择不同的语音，且音量可调。报警发生、消

除、确认使用不同的颜色表示加以区分。报警点可人工退出/恢复，报警信息可分时、分类、分

组管理，报警信息具有消抖、记时、记次处理功能，可有效避免信息误报、多报。

1) 报警

..

.

事故报警发生时，公用事故报警器将立即发出音响报警（报警间量可调），CRT画面上

用颜色改变和闪烁表示该设备变位，同时显示红色报警条文，打印机打印报警条文，数据转发

装置向远方控制中心发送报警信息。

事故报警通过手动或自动方式确认，每次确认一次报警，系统提供按照对象、单个报

警以及全部报警进行确认的报警确认方式。自动确认时间可调，报警一旦确认，声音、闪光立

即停止，报警条文颜色变色，声音、闪烁停止，向远方控制中心发送信息，报警信息保存。

第一次事故报警发生阶段，若发生第二次报警，可以同样处理，不会覆盖第一次报警。

具有相同级别的报警信息可进行报警投退设置和报警屏蔽、使能设置。报警信息可以

定义为光子牌，并可按照不同报警级别分别定义光子颜色。

2) 预告报警

预告报警发生时，其处理方式除与事故报警处理相同外，音响和提供信息颜色可区别于事

故报警。能有选择地向远方发送信息。

4） 报警查询

方便的报警查询功能，可以按设备、事件类型、事件级别、发生时间等条件进行综合

查询，也可以根据自定义的报警类型进行分类查询。

3) 事故追忆

当发生事故告警信息时，触发事故总信号，并按照配置进行相关事故追忆，事故追

忆信息包括事故前后配置时间段内的所有状态变位及及模拟量信息。事故追忆前后时间段

（最长事故前5分钟、事故后10分钟）、追忆模拟量的数量、追忆数据取值间隔时间（1

秒到10秒）均可灵活配置。事故追忆数据全部保存在历史数据库中，并提供事故追忆分析

工具进行事故追忆数据的分析。

（3）控制操作：

具备就地/间隔层/站控层/远方，多级控制，带必要的安全检查和防误闭锁。完成对开关、

刀闸的控制；对主变分接头的调节；保护功能压板的投退；信号复归以及设备的启停等控制功

能。

监控系统在站控层提供两种防误闭锁功能，一种是与专用微机防误系统配合完成全站的防

误闭锁功能；另一种是系统内嵌的软件防误闭锁功能，用户可通过友好的软件闭锁逻辑定义工

具完成站控层闭锁逻辑的设计，两种功能可以配合使用，共同完成站控层的防误闭锁。

监控系统具有操作监护功能，允许操作人员在一台工作站工作时，监护人员可在另一

台工作站上进行监护；当一台工作站发生故障时，操作人员和监护人员可在同一台工作站

..

.

上进行操作和监护。为防止误操作，在任何控制方式下都采用分步操作，即选择、返校、

执行，并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码，以确保操作的安全性和正确性。

系统具有以下控制切换功能：调度中心远方/站内控制室控制；站内控制室控制/就地

手动控制切换，任何时候只允许有一种控制方式进行控制。

在同一时间内，可将站内各受控设备分别置于站内控制、调度中心远方控制、就地手

动控制方式。

监控系统在间隔层可以通过在测控装置上设置间隔互锁逻辑实现间隔层操作闭锁。

监控主站与测控装置配合完成同期功能。每个控制单元的测控装置将每条母线的电压及

线路电压都接入装置，在整个检测期间，当同期断路器两侧的电压、相位角与频率差值保持在

整定的范围内时。同期检测功能就处于允许合闸状态；当监控主站发出遥控合闸命令后，控制

单元测控装置同时进行同期、闭锁条件、远方/就地控制状态等条件来判定，若条件成立，则执

行相应的控制操作，否则闭锁。

（4）GPS时钟同步

变电站自动化系统通过配置卫星时钟接收设备接收GPS标准授时信号，以对站控层各个工

作站及间隔层各智能设备进行时钟同步。监控系统同时具备通过远动装置接收调度主站端的时

钟同步的功能。

对间隔层设备的采用“网络对时＋硬脉冲对时或IRIG-B”的对时方式，整个系统各装置时

差不大于0.5ms。以保证事件顺序分辨率在1ms之内。

（5）人机界面

能通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面支持双屏显示，画

面操作支持无级缩放，可以平滑漫游，具有导游图功能。具有网络拓扑分析功能，能对设

备进行动态着色，确定带电设备的颜色。支持动态潮流和模拟仪表显示，并可通过客户端

脚本制作生动的动画表示。主要显示画面包括：

 电气主接线图，包括显示设备运行状态、潮流方向、各主要电气量(电流、电压、频率、

有功、无功)等的实时值

 直流系统图

 交流不停电电源(UPS)系统图

 计算机监控系统运行工况图：用图形方式及颜色变化显示出计算机监控系统的设备配

置、连接状态。

 各种保护信息及报表

..

.

 二次保护配置图，反映各套保护投切情况、整定值等

 所用电系统状态图

 火灾报警系统

 控制操作过程记录及报表

 事故追忆记录报告或曲线

 事故顺序记录报表

 操作指导及操作票、典型事故处理指导及典型事故处理画面

 操作变电所某一设备时，能够自动推出画面。

 趋势曲线图：对指定测量值，按特定的周期采集数据，并予以保留。保留范围30天，

并可按运行人员选择的显示间隔和区间显示趋势曲线。同时，画面上还应给出测量值

允许变化的最大、最小范围。每幅图可按运行人员的要求显示某四个测量值的当前趋

势曲线。

 棒状图

 各种统计及功能报表，包括电量表、各种限值表、运行计划表、操作记录表、系统配

置表、系统运行状况统计表、历史记录表和运行参数表等

 定时报表、日报表、月报表

 系统调度通道分配简图

 主要设备参数表

（6）电压无功自动控制调节功能（AVQC）

计算机监控系统根据电压和功率因数（无功）越限情况，将控制策略化分为19个区域，

每个区域依据不同的调节方式，采取相应的控制策略。适用于各种电压等级的变电站，可同时

控制1～3台有载调压变压器的分接头和1～48组无功补偿电容器或电抗器的投切，在保证电压

质量的前提下尽量减小供电网络的线路损耗。

（7）数据库建立和管理维护

现场实时数据经过类型处理后存储于实时数据库，根据用户设置的周期对实时数据库中相

应的点进行记录,形成历史数据库。数据库的管理和维护包括存取控制、一致性保护、数据库的

备份和恢复等功能。根据运行的需要，数据库可灵活地进行扩充和修改,I/O点相关参数可通过数

据库进行在线编辑和定义。各种在线操作不影响系统正常运行。

（8）历史记录处理

历史记录处理功能将预先定义与历史曲线有关的历史数据从相应的数据库中取出，显示其

..

.

实际运行曲线，供用户显示和打印。记录周期以5分钟为间隔，全站的数据至少能保存一年。每

屏至少显示4幅画面,每幅画面可任意显示5个变量的曲线。显示量程座标和时间(以24小时、一个

月或数个月，至多一年为满量程)由用户任意设置。

（9）双机、双网切换

监控系统设计采用完全冗余的双服务器主机热备用工作方式，可以确保任意一台主机故障

时的无扰切换，监控以太网采用负载自动平衡式双网，保证数据服务的可靠性。

系统正常时，主备服务器均保持与间隔层设备的正常通信和实时数据处理，但只有主服务

器向各客户机发送信息，保证数据的唯一性，备用服务器处于侦听状态，随时监视主服务器的

工作状态，一旦主机故障，则备用服务器立即切换成为主机，接替主机的工作向客户传送数据。

由于备用服务器平时是处于完全热备的状态，主备机的切换不会造成任何数据的丢失，是一种

无扰切换。

系统支持站控层和间隔层的双网互为备用。并采用硬件与软件互相配合的方式实现双网切

换。站控层采用硬件方式完成双网切换。间隔层双网采用软件完成主备网络的在线切换。

（10）系统自诊断与自恢复

系统具有自诊断功能，对整个系统的硬件和软件运行状况实时监视。关键进程由于某种原

因死锁或终止运行，系统的自恢复功能能杀死失控和死锁程序并自动恢复到原来的正常状态。

（11）报表功能

系统提供功能强大、灵活自如的报表编辑工具。所见即所得，并可自动生成。

能够满足各类用户的需求，并提供典型报表模板，以方便用户使用。支持定时和召唤打印

两种方式，定时时间及打印输出报表可由用户任意设置。

（12）运行管理

运行管理包括交接班记录、运行记录、操作票管理、检修维护记录、技术资料管理记录、

设备管理记录、继电保护定值管理记录、系统双机管理、任务调度的定义与修改等。

（13）小电流接地选线

根据馈线保护装置上送的各条线路的零序基波分量的幅值和方向进行综合分析，确定单相

接地线路，并可根据用户需要对接地线路进行试跳选线以消除单相接地故障。同时监控系统提

供接地选线后的自动试跳功能，可由用户根据需要决定是否投入此功能。

（14）网络拓扑分析功能

主要实现网络动态拓扑着色，用不同颜色识别故障区域。在网络拓扑分析基础上完成事

故反演功能。

..

.

（15）功能强大的图形生成功能

除了提供供能强大的编辑、排版、组态工具外，图表系统还提供模版库、实体类库的概

念，更加方便用户快速生成各类图形、报表。

5.3高级功能

◆变电站仿真培训系统

变电站仿真培训系统和CBZ-8000变电站自动化系统一体化设计，能真实再现变电站的运

行环境，模拟变电站的一次、二次系统及其设备和动作逻辑等，是集变电站运行人员培训、

变电站操作、事故分析处理、在线设备分析、事故预演等多种功能于一体的仿真培训系统。

变电站仿真培训系统由培训考试管理、设备操作培训、变电站仿真、教练员控制台、学员控

制台等部分组成。教员机、学员机独立设置，便于培训和反事故演习工作的开展，并通过硬

件隔离设施接至LAN网，可自动与综合自动化系统核对设备状态

◆遥视系统

系统可以通过视频图象远程监视变电站站内设备动作情况、事故过程自动录象记忆、还可

以实现在无人值班时的设备巡视，弥补无人值班站设备巡视困难的的问题。另外，还可以同

防火保安等设备相联系，并设报警联动措施，真正实现变电站的无人值班。

◆操作票专家系统

采用全图形开票方式，能根据运行方式安排和电网实际运行情况正确编写各种类型的操作

票，既可按实时系统状态拟写操作票，也保留了离线拟写操作票功能；融进资深值班员的经

验，有严格的防误措施，具有智能生成、单步生成及典型操作票自定义维护功能， 开完票

后可进行模拟预演。

◆大型电气设备状态检测与诊断系统

◆专家系统

◆集控功能

6、CBZ-8000远动主站

CBZ-8000远动主站作为变电站对外的通信控制器，是变电站综合自动化系统的一个重要组

成部分。CBZ-8000远动主站采用嵌入式结构，支持UNIX/Windows/Linux等不同的操作系统。远

动主站直接连接到以太网上，同间隔层的测量和保护设备直接通讯，通过周期扫描和突发上送

..

.

等方式采集数据。创建实时数据库作为数据处理的中枢，能够满足调度主站对数据的实时性要

求。软件采用模块化设计，遵循开放系统要求，提供高级数据访问接口。在完成数据转发工作

的同时，可以实现对转发数据信息的监视、原始网络报文的监视、采用历史数据库保存事件记

录和重要的控制操作、浏览测控设备及保护设备全部数据以及方便的调试手段等当地监控功能。

远动主站数据处理能力强大，操作方便，人机界面友好。作为变电站自动化系统中的一个工作

站，全部功能的实现具有独立性，可以作为变电站自动化系统中唯一的主站设备完成变电站自

动化系统中测控设备及保护设备的数据转发工作以及GPS全站对时等其他功能，适用于电压等

级35kV～1000kV的变电站自动化系统及无人值班变电站。

6.1主要特点

◆采用现场规约服务模块

完成与现场规约处理有关的具体细节，保持相对的独立性，与数据库部分和远动规约处理

部分通过动态链接库提供的访问接口实现。因此现场规约服务可以支持各种不同的现场测控规

约。在CBZ-8000变电站自动化系统中，远动主站采用IEC60870-5-104/IEC61850规约作为现场

测控规约，可以接入采用该规约的任何设备。

◆采用实时数据库和历史数据库维护各种不同性质的数据

所有与调度主站有关的数据处理过程都通过实时数据库来完成，实时数据库采用周期扫描

和突发传输来更新内容，确保数据与被监控的子站设备保持一致，为远动规约处理模块提供更

加准确的实时数据。实时数据库作为一个后台服务程序，在数据信息配置完成后独立运行，在

所有的程序运行之前启动，之后退出。

历史数据库用来保存远动主站定义的全部信息内容，包括测控和保护测控点的详细信息、

远动主站的网络配置信息、运行方式的配置信息，以及运行过程中发生的操作和事件顺序纪录。

当需要扩充系统容量时，远动主站无需更改原有的数据库系统，将新添加的数据信息在原

来的数据库基础上直接进行附加，原有的转发数据各种配置信息不受影响，与调度通信时的转

发序号不变。在变电站自动化系统进行分阶段建设或者旧系统扩建时，原来的远动站和调度主

站无须重新建立数据库系统，为系统扩展提供了快捷方便的手段。

◆支持多种网络拓扑结构，典型网络结构为光纤自愈环网

针对双网的工作方式，远动主站将根据对网络运行状态进行监测，如果当前的网络通道出

现故障或者通信质量不满足运行要求时，自动采用处于正常状态的另一网络通道。这样其中任

..

.

意一个网络暂时处于故障状态或出现永久的致命性故障时，系统仍然正常执行功能，待问题解

决后，该网络可以重新投入运行，系统不必重新启动。

6.2主要功能简介

◆可以实现多种远动通讯规约

涵盖了国内调度系统目前采用的主要通信规约，对电力系统的调度主站提供广泛的支持。

其中多种远动规约的实现采用了成熟的模块，这些成熟的规约模块已经在许多个变电站自动化

系统工程中长期运行，稳定可靠性得到了很好的验证。支持如下多种规约：

DL/T634-2002(IEC60870-5-101)规约、µ4F规约、SC1801规约、DL/451-91部颁CDT循环式远动

规约、DNP3.0、基于高速数据网的IEC60870-5-104规约。

由于远动主站软件采用模块化编程，每一个远动通讯规约作为现场规约服务器和数据库服

务器的一个客户独立运行，其功能的完成和其他的远动通讯规约互不影响，其中任何一个调度

通道出现硬件故障或者软件故障时，系统将会把故障仅仅局限于该通道，从而不会造成整个远

动主站的全部调度通道工作都出现异常，导致整个系统彻底崩溃的局面。当远动主站为多个调

度系统提供数据时，这种为调度系统提供的通道故障隔离功能将会增加系统可靠性。

◆支持多调度主站和多种通信口

可以同时支持5个调度主站并行工作，其中包括两个高速数据网上调度主站。远动主站对下

行的命令限制为在同一时刻只有一个调度主站可以获得控制权限对设备进行操作，确保操作执

行的唯一性。

由于远动通道可采用高速数据网同调度主站实现数据的转发，网络通讯时产生的数据传输

延时与传统方式相比基本可以忽略不计，使得调度主站可以更迅速的获知变电站的运行情况，

及时处理上送反馈的信息，可保证调度主站系统的其它高级分析功能，例如电力系统潮流分析、

预测，可以在满足实时性要求的数据的基础上进行，得出更加准确的结果，对实际运行的区域

调节控制提供更精确的指导。

◆基本的就地监控功能与调试功能

对上行的转发数据信息和下行的调度主站数据可以进行监视、查看现场网络上的测控和保

护装置上行网络报文、远动主站下发的网络报文，对各个子站的数据进行过滤，同时可以查看

内部运行的事件通知，了解远动主站当前的内部运行情况。当保护设备在故障启动后，记录所

..

.

有的SOE事件，用作事故分析的原始材料。对所有的控制操作进行记录备案。通过数据库浏览

功能，用户可以查看转发的测控设备及保护设备全部数据当前值或状态。

考虑到无人值班运行的情况，系统禁止在运行期间弹出不必要的告警窗，避免最终导致资

源耗尽的情况发生。系统的全部运行状态直接在人机界面上显示，一目了然。为了在正常运行

时提高系统的性能，降低CPU和系统资源的开销，界面的数据刷新将在无人使用10分钟后自动

停止。如果需要查看数据，调用显示命令即可恢复正常显示。

远动主站内置方便的调试手段是运行检修工作的有力工具。

◆提供高级数据访问接口

方便用户在远动主站上集成自己定制的应用程序，实现功能的扩展。

通过高级数据访问接口，客户程序作为一个数据库的管理员身份登录，用户可以完全获得

数据库的操作权限，对所有的数据信息进行查看、修改，截获内部运行的事件通知，开发出符

合用户要求的应用。

◆主备机双机运行工作方式

当为主机运行时，除了执行正常的功能外还与备用机保持通讯，交换当前的运行状态。如

果程序发生致命故障，或者运行时的故障率超出要求，主机向备机发送切换命令，暂时停止正

常工作，当收到切换成功的确认命令后，停止正常工作，显示切换的告警信息，处于备用状态。

当为备机运行时，停止正常功能，仅仅与主机保持通讯，交换当前的运行状态。如果接收

到切换命令，启动所有的正常功能，然后发送切换成功命令；如果备机监测到与主机的网络通

讯中断，备机将认为主机出现故障，自动切换到主机的运行方式。

◆模拟测试

采用通过IEC认证的的模拟主站设备、模拟子站设备的仿真程序，以及国际知名电力设备厂

家提供的仿真程序，成功的进行了各项设计功能的验证。

在实际测试过程中，采用了GE Harris公司生产的D25测控设备以及许继电气公司生产的800

系列保护装置作IEC60870-5-104规约的子站设备，构建一个变电站自动化系统作为测试环境，

进行了规约功能的验证，检查了规约兼容性表所支持的每一项功能。确认成功实现了规约兼容

表所定义的每一项功能。

在测试过程中，同时利用了多种网络数据分析工具对传输的原始网络报文包进行记录监测

..

.

分析，通过对大量的原始报文包的逐个字节的分析和对TCP/IP协议模型的各层数据与

IEC60870-5-104规约对网络各层的规定进行对比，证明远动站在生成数据库和维护数据库时，

以及进行各项定值生成及维护时，处理工具操作方便可靠，能够防止操作失误。

7、CBZ-8000继电保护工程师站

7.1主要特点

CBZ-8000继电保护工程师站既可以作为CBZ-8000变电站自动化系统的一个子站，也可以

独立于CBZ-8000变电站自动化系统，与继电保护装置、故障录波器、安全自动装置和相关网络

设备一起，构成“继电保护及故障录波信息处理系统”的子站系统。

CBZ-8000继电保护工程师站采用高性能计算机，直接连接到以太网上，同间隔层的测量和

保护设备直接通讯，支持双网的工作方式，遵循开放系统要求，支持多种通讯接口方式和多种

通讯规约，支持专线、数据网（Web）等多种信息发布方式。通过对变电站的故障信息进行综

合分析，为分析事故、故障定位和整定计算工作提供科学依据，让主管部门及时了解电网故障

情况，以做出正确的分析和决策，来保证电网的稳定运行。

7.2主要功能

◆系统设置功能

方便的用户管理功能：权限分“系统管理员”和“非系统管理员”两类，保留有“超级用户”。系

统管理员对整个继保工程师站具有管理和维护的权利；非系统管理员只是拥有某些特定用户权

限，权限可以随意组合。超级用户可方便进行用户管理工作，可以修改“超级用户”的密码（“超

级用户”的初始密码为系统默认）；系统参数设置功能：包括继保工程师站参数设置、站内监控

后台参数设置、故障录波参数设置等。

◆监视和采集功能

能够对站内所有保护装置进行实时查询，及时显示事故信息，并能完整记录故障的信息，

形成装置动作报告，自动完成故障录波数据的收集整理，并转换成IEEE-COMTRADE格式的数据

文件，供录波分析软件使用。能够生成保护装置的运行状态日志文件供主站查询，并可人工设

置保护装置为“检修”状态。能够监视站内监控系统其它后台程序的运行状况。

◆操作功能

对保护装置进行定值修改、定值区号切换、保护软压板投退和对保护装置信号进行复归等

操作。能够同时选择多个保护软压板进行投退操作。

..

.

◆信息管理功能

按多种组合条件，进行查询和检索及各种统计功能。

◆界面显示功能

系统内所有装置信息可通过图形组态以图形画面的形式进行显示。可在线进行画面编辑、

测点组态和画面保存。根据需要进行锁定或漫游，图形画面的大小没有限制。提供站内报文监

视功能，方便运行人员进行工程调试。提供系统事件显示功能和站内监控后台系统运行状况显

示功能。提供完善的在线帮助功能。

◆信息安全保护功能

安全有效的用户权限核查功能，必须具有相应权限的用户才能进行，并形成操作记录供日

后查询、统计。历史数据库记录可根据设置条件人工删除或自动删除。当保护装置处于非运行

状态（如故障状态或检修状态）时，继保工程师站能够自动禁止对该装置的查询和操作，并能

够对该装置上传的信息予以屏蔽。能根据需要选择是否与继保信息管理主站进行通讯、是否接

收来自继保主站的控制操作命令。

◆数据库管理功能

数据库选用商用数据库Oracle或SQL Server2000，具有良好的开放性和扩展性。能够在线更

新数据库参数。提供完善的数据库备份和还原功能。

◆故障录波分析功能

提供故障录波分析工具，它可以无缝地集成到继保工程师站程序中，也可以单独运行，专

门进行故障录波分析。可以读取按COMTRADE格式存放的电力系统故障数据。对于略有不同的

录波器厂家的录波数据，可以通过人工设置数据格式来正确读取。故障录波分析工具允许同时

打开多个波形文件，进行比较分析。

故障录波分析工具采用多文档风格，主窗口是原始波形显示界面，各个功能分析窗口作为

子窗口。可以打开一个或多个相同或不同功能分析的窗口。对于同一种分析功能，打开多个窗

口，选择不同的通道进行分析，易于比较。

故障录波分析工具对故障录波数据文件的分析主要功能有：原始波形显示（绘制故障录波

原始波形，并显示实时值）；谐波分析（本工具可以计算出1～24次谐波）；矢量分析（通过矢

量图，可以很直观地比较各个模拟量之间的相对关系）；功率分析（可以实时了解到线路上的

功率分布）；继电器动作特性及轨迹分析（阻抗轨迹分析）：绘制阻抗轨迹，计算并显示当前

阻抗的复数表达式；序分量分析（监视各模拟量的正序、负序和零序分量）；差动再现（绘制

比例制动式差动动作轨迹，监视差动电流轨迹）；数值分析（实时计算并显示模拟量通道的瞬

..

.

时值、基波值和有效值）。

◆与站内监控间的信息传送

能按照预先确定的传送原则自动向站内监控系统传送电网的故障信息、装置异常信息、小

电流接地信息等。

◆其它功能

校时功能：既能接收站内GPS系统校时，又能接收网络时钟源校时；打印功能：提供各种

信息的打印功能。

8、微机五防接口

CBZ-8000变电站自动化系统提供开放的专用微机五防装置接口。系统通过设置专用的微机

五防装置，完成对全站操作的闭锁确认。目前CBZ-8000采用与国内五防厂家集成的方式。

当在五防主站上进行操作时,由五防主机向监控主机申请执行确认；当在监控主站上进行操

作时,由监控主机向五防主机申请闭锁确认；当从调度端通过远动主站进行操作时,由远动主机通

过网络向五防主机申请闭锁确认（可通过设置确定是否经站内五防执行防误闭锁确认）。

CBZ-8000变电站自动化系统通过设置专用微机五防装置，配合站控层的逻辑闭锁和间隔层设备

的自锁与互锁配合，构成完备的全站操作三级防误闭锁控制，保证系统任何操作都是在防误闭

锁功能的监视下执行。

（执行）

（监护）

五防

监控 服务器1

调度

专用微机五防功能实现示意图

9、其它设备或系统的接口

CBZ-8000变电站自动化系统是一个开放的系统，站内通信规约在严格采用国际标准规约的

同时，也提供了完备的与其它系统或智能装置的通信接口。各类信息由公用接口装置统一接收、

..

.

处理、上网传送，实现对这些设备进行监测、控制。

目前提供以下两种系统接入方式：

1）对于提供网络通信接口，应用层通信规约严格等同采用IEC60870-5-104/IEC61850规约

的系统或智能装置，可以直接接入CBZ-8000变电站自动化系统。

2)对于提供标准RS 232/485通信接口的系统或智能装置，通过CBZ-8000变电站自动化系统

配套的规约转换器接入系统。

103、104／TCP

RS485／232

61850

规约转换器功能示意图

以太网口（RJ45）

10、间隔层设备的特点

间隔层负责各间隔就地监控，完成就地有关设备信息的采集、处理，断路器的监控、防

误操作闭锁，同期合闸等功能。通过点对点通信功能（UDP），实现本间隔设备与其它间隔设

备的操作闭锁，在网络通信中断或站控主机故障情况下仍能实现各间隔设备的防误闭锁操作。

间隔层设备按一次设备间隔配置，布置在相应保护小室内，由测控单元、双重化的交换

机、双网络系统、公用接口装置等构成。各测控单元相对独立，通过通信网互联。测控单元具

有RS485及以太网接口，可以方便的其他智能设备接口。I/O测控单元柜采用两路220VDC供

电方式，可以实现手动/自动切换

。

10.1统一硬件平台

间隔层装置硬件采用整体面板，标准6U后插拔机箱，装置强弱电彻底分离。CPU板采用6

层印制版、表面贴装技术，提高了装置的可靠性。人机接口采用大屏幕彩色液晶。机箱内部通

信使用现场总线Lonworks，能方便实现数据共享、自检和互检，同时减少各部分的关联性，提

高了装置的整体可靠性。装置单元管理机以串行通信或网络通信方式与变电站监控系统相联,并

可通过变电站监控系统对保护装置所具有的功能实施全遥控操作。

继电保护装置在保证可靠性的基础上，一直致力于追求保护动作行为的快速性。而保护的

动作行为是建立在大量的数据分析和逻辑判断的基础上的。装置核心采用工业级32位浮点型数

字信号处理器，每秒可以达到6000万次的计算能力，它的浮点处理能力可以达到奔腾II的水平，

具有高速度、高精度、高可靠性。16位A/D转换器，配合浮点处理器，提供更大的动态范围，

..

.

更高的测量精度。所以将数字信号处理器用于微机保护控制设备，极大地缩短了数字虑波、虑

序和傅里叶变换算法的计算时间。有助于保护动作速度的提高。

10.2统一软件平台

随着软件规模的上升和对实时性要求的提高，靠用户自己编写一个实现上述功能的内核一

般是不现实的。此外，为了缩短产品的研发周期，延长产品的市场生命，也迫使管理人员寻找

一种程序继承性和移植性强、多人并行开发的研发模式。在这种形势之下，使用由专业人员编

写的、满足大多数用户需要的高性能RTOS内核是一种必然结果。RTOS被称为是知识集成的平

台和软件开发走向工业标准化道路的基础！为此引进了嵌入式实时操作系统（RTOS），它是实

时的、抢先的、多任务的操作内核。基于RTOS和C语言的开发，具有良好的可继承性，在应用

程序、处理器升级以及更换处理器类型时，现存的软件大部分可以不经修改地移植过来。RTOS

建立在硬件系统之上，用户的一切开发工作都进行于其上，采用RTOS后程序员不必花大量时间

学习硬件，和直接开发软件的操作系统相比起点更高。另外RTOS是一个标准化的平台，引入

RTOS的开发，相当于引入了一套行业中广泛采用的嵌入式系统应用程序开发标准，使开发管理

更简易、有效。软件开发从“作坊生产阶段”进入到“规模大生产阶段”。对于开发人员来说，则相

当于在程序设计中采用一种标准化的思维方式，同时因为具有类似的思路，可以更快地理解同

行其它人员的创造成果。

通

讯

任

务

故

障

处

理

主

保

护

后

备

保

护

标准数据摸板

多任务操作系统

驱动（基本输入输出系统）

硬件

统一软件平台结构示意图

10.3统一数据库管理

..

.

在装置功能模块设计时，提炼不同功能应用信息的共性，建立一个统一的应用功能数据结

构模板，包含每种功能所需的一切信息，形成功能程序的一个统一的开发平台，其定义了功能

模块程序和内核的接口，这样可以促进编制功能模块程序的标准化。降低了功能模块程序开发

的难度，提高了功能模块程序的可靠性。同时开发了一个通用的800系列装置调试配置软件，对

用户来说模糊了不同类型装置产品的差别，降低了使用800系列产品的学习量和使用难度。

11、

系统主要性能指标

（1）测量值指标

1）交流采样测量值误差： 不大于0.2％

2）直流采样模数转换误差： 不大于0.2％

3）越死区传送整定最小值： 不小于0.5％

4）电网频率测量误差

（2）状态信号指标

1）信号正确动作率： 不小于99.99%

2）事故采集装置SOE分辨率： 不大于2毫秒

（3）系统实时响应指标

1）操作员发出操作指令到I/O单元输出和返回信号从I/O单元输入至CRT显示器上

显示的总时间： 不大于3秒

不大于0.002Hz

2）从数据采集装置输入值越死区到CRT显示： 不大于2秒

3）从数据采集装置输入状态量变位越死区到CRT显示： 不大于2秒

4）模拟量数据更新周期： 不大于2秒

5）数字量数据更新周期： 不大于1秒

6）动态画面整幅调用响应时间：实时画面不大于1秒

其他画面不大于2秒

7）画面实时数据刷新周期： 3~10s,可调

8）双机自动切换至功能恢复时间： 不大于15秒

9）脉冲量数据更新周期： 5XN（N=1，2~12min）可调

10）控制命令从生成到输出的时间

： 不大于1秒

11）遥测信息传送时间： 不大于2秒

（从I/O测控单元输入突变量至远动工作站向调度发出报文）

..

.

12）遥信变位传送时间： 不大于1秒

（从I/O测控单元输入突变量至远动工作站向调度发出报文）

（4）事故追忆

事故追忆前后时间段（最长事故前5分钟、事故后10分钟）、追忆模拟量的数量、

追忆数据取值间隔时间均可灵活配置。事故追忆点数不受限制。

（5） 实时数据库容量

1）模拟量： 40000点

2）开关量： 60000点

3）脉冲量： 10000点

4）遥控量： 10000点

5）虚拟量： 20000点

（6）历史数据库存储容量

1) 历史曲线采样间隔1~60min，可调。

2) 历史趋势曲线，日报，月报，年报存储时间只受磁盘存储空间限制。

3)历史趋势曲线数量理论上不受限制，只受磁盘存储空间的限制。

4）历史告警数据保存事件理论上不受限制，只受磁盘存储空间的限制。

历史数据具体保存周期可由用户自行定义，至少保存最近两年到三年内的历史数

据。

（7）可靠性指标

1）系统可用率： 不小于99.9%

2）遥控、遥调执行可靠率： 不小于99.9%

3）控制操作正确率 =100％

4）计算机工作站平均故障间隔时间（MTBF）： 不小于20000小时

（其中I/O单元模件MTBF 不小于50000h）

5）数据采集及控制装置平均故障间隔时间（MTBF）： 不小于50000小时

（8）监控系统时间与GPS标准时间的误差：不大于1 ms

（9）CPU负荷率：

所有计算机的CPU负荷率，在正常状态下（同时处理模拟量更新处理30%，数字量

变位处理20%）任意5min内小于30%，在事故情况下（同时处理模拟量更新处理100%，数

字量变位处理50%）任意10s内小于50%。

..

.

（10）系统以太网的负荷率：

以太网负荷率，在正常状态下（同时处理模拟量更新处理30%，数字量变位处理20%）

任意30min内小于20%，在事故情况下（同时处理模拟量更新处理100%，数字量变位处理50%）

任意10s内小于35%。

12、系统配置方案

CBZ-8000变电站自动化系统严格采用分层分布式系统结构，纵向分两层即站控层和间隔

层。系统结构清晰，间隔明确。为方便用户选型参考，提供以下四种参考方案。

系统配置方案1

该方案适用于变电站所有间隔层设备均按保护小室下放的方式，主要针对500kV电压及以

上等级的变电站自动化系统。除站控层设备放在主控室外,整个变电站间隔层设备全部面向一次

设备间隔下放到500KV小室、110KV小室和35KV（10KV）小室。站内主干网采用光纤自愈环型

以太网。由于主控室和各个小室之间、小室与小室之间距离较远，所以变电站所有网络的连接

全部采用铠装光缆。光、电SWITCH及用于铠装光缆熔接的光纤熔接盒分别安装在各个小室的网

络通信屏上。

系统采用“网络对时＋硬脉冲对时或IRIG-B”的对时方式，保证系统对时精度精确到1ms。

系统配置方案2

该配置方案适用于变电站的110kV及以上电压等级间隔层设备集中组屏安装，35Kv/10kV馈

线部分就地安装的方式。对于110kV及以上电压等级间隔层设备集中组屏安装的部分网络配置

同配置方案1。35Kv/10kV馈线部分就地安装距离主控室较远，与主控室之间的网络连接采用铠

装光缆。站内主干网采用光纤自愈环型以太网。光、电HUB及用于铠装光缆熔接的光纤熔接盒

分别安装在主控室和35Kv/10kV配电开关场的网络通信屏上。

系统采用“网络对时＋硬脉冲对时或IRIG-B”的对时方式，保证系统对时精度精确到1ms。

系统配置方案3

该配置方案适用于变电站所有间隔层设备全部集中组屏安装的方式。整个变电站自动化系

统的所有设备均安装在主控室，光纤自愈环型以太网的光SWITCH之间的网络连接全部采用光

纤。光、电SWITCH及光纤接口盒分别安装在工作台和保护室的网络通讯屏上。

系统采用“网络对时＋硬脉冲对时或IRIG-B”的对时方式，保证系统对时精度精确到1ms。

系统配置方案4

110kV及以下等级变电站自动化系统即可集中组屏安装，也可采用集中与分散相接合的安

装方式。系统通信网络根据用户要求，可灵活采用单/双星型以太网。

..

.

系统采用“网络对时＋硬脉冲对时或IRIG-B”的对时方式，保证系统对时精度精确到1ms。

220kV及以上电压等级变电站自动化系统配置推荐采用配置方案1～3，110kV及以下电压等

级变电站自动化系统推荐采用配置方案4。

说明：以上方案是为了方便用户选型参考的推荐方案，但CBZ-8000变电站自动化系统的配

置方案不止以上四种方案。CBZ-8000变电站自动化系统光纤自愈环网和星型网混合组网方式具

有很好的灵活性和扩展性，可满足多种系统配置方案的要求。

..