铁路电力远动技术第五章-牵引供电SCADA系统的通信与网络技术课件.ppt

1、第一节 通信与网络技术一数字通信数字通信系统是指在通信系统中所传输的是二进制或多进制数字信号的一种通信方式。它的主要特点就是在调制之前要经过两次编码，相应地，在接收解调后也要经过两次译码。数字通信系统的模型框图 与模拟通信相比，数字通信具有抗干扰能力强、差错可控、易于保密、灵活性高、易于与各种终端设备接口等特点，已成为当代通信技术的主流。随着计算机技术的发展和计算机技术与通信技术结合紧密的日益紧密，在通信又产生了一个分支，即数据通信 所谓数据通信是指信源本身发出的就是数字形式的消息，如电报、计算机数据及指令等。数据通信系统框图与数字通信系统类似，但它与数字通信系统之间最大的不同在于，其信源发出

2、的信号为数字信号，无需经过模/数转换，而只需考虑对信源进行压缩编码措施以降低信源的冗余度，提高有效性 实现数据通信的信道可以是模拟的也可以是数字的，但随着数据通信业务的增长，以及对通信速率要求的不断提高，数据通信的信道越来越倾向于宽带化、高速率化。因此，数据通信和数字通信是密不可分的也可以说，数字通信是数据通信的技术基础，数据通信是数字通信技术与计算机技术结合的产物。为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行数据传输，在通信的发送和接收的过程中有一系列的规定，以约束双方进行正确、协调的工作，这些规定称为数据传输控制规程，简称为通信规约 1通信规约的基本概念采用数字式通信技术，远动装置将信息转换成

3、二进制码，进行运算处理并按照某种通信规则(规约)进行包装后，通过模拟信道或数字信道进行传输；遵循同一种规则(规约)对收到的数据 进行检验和解包，然后进行处理。这里的规则就是通信规约。通信规约不但帮助通信的双方理解数据的含义，还帮助检查数据在传输过程中是否出错，即通信校验，如果检验正确由应用程序进行处理，如果校验错误，则丢弃或要求重传。2通信规约特点1.远动通信规约主要是面向电力自动化应用，属于应用层的内容，很少涉及其他层次。但是，最近几年新出台的远动规约，也包含低层协议的内容。而网络协议则涉及的层次比较多，包含的内容也比较复杂。2.远动通信规约为了简单起见，一般采用面向字符的编码方式；而网络通

4、信协议一般采用面向位的编码方式，因此，更灵活、方便，功能更强大。3.网络通信协议一般采用竞争或令牌方式进行介质访问，而远动规约一般采用查询或循环方式，效率较低。4.校验方式：远动规约一般采用较简单的校验方式，若传输帧出错后，一般要求重发。5.通信协议每一帧中网络开销丰富(即管理功能强)，而远动通信规约则比较简单而且易于实现。6.网络协议可以作为远动通信规约的“载体”，从而使得远动数据能够在复杂的通信网络中传输，例如，利用TCP/IP协议将远动数据“打包”，远动数据就可以在Internet或Intranet上传输。3.循环式远动规约（CDT）CDT规约在CDT方式中，发端将要发送的信息分组后，按

5、双方约定的规则编成帧，从一帧的开头至结尾依次向收端发送。全帧信息传送完毕后，又从头至尾传送。这种传送方式实际上是发端周期性的传送信息帧给收端，不要求收端给予回答，收端只是被动地接收。CDT规定电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构相传输规则等。CDT适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统，也适用于调度所间以循环式远动规约转发实时远动信息的系统。CDT规约的优点 1.对通道要求不高，响应速度快，允许存在多个主站。2.由于不断上报现场数据，即使发生暂时通信失败丢失一些数据，当通信恢复正常后，被丢失的信息仍有机会上报，而不致造成显著危害，

6、因此这种规约对通道的要求不高，适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。3.采用信息字校验的方式，将整帧信息化整为零，当某个字符出错时，只需丢弃相应的信息字即可，而其他校验正确的信息字就可以接收处理，大大提高了传输数据的利用率，从而更加适合于在我国质量比较差的通道环境下使用。4.采用遥信变位优先插人传送的方式，大大提高了事故传送的相应速度，可以传送更大容量遥信和遥测信息。CDT规约的缺点必须采用双工通道，只能采用点对点方式连接。由于采用现场数据不断循环上报的策略，主机工作负荷大，对一般遥测量变化的响应速度慢。CDT方式不了解调度端的接收情况和要求，只适用于点对点通道结构，对总线形或环形通道不适用

7、循环传输。4Pollin9规约 Pollin9规约规定了电网数据采集和监视控制系统(SCADA)中主站和子站(远动终端)之问以问答方式进行数据传输的帧的格式、链路层的传输规则、服务用语、应用数据结构、应用数据编码、应用功能和报文格式。适用于网络拓扑结构为点对点、多个点对点、多点共线、多点环形和多点星形网络配置的远动系统中，可以是双工或半双工的通信。Pollin9规约的特点 1.RTU有问必答，当RTU收到主机查询命令后，必须在规定的时间内应答，否则视为本次通信失败。2.RTU无问不答，当RTU未收到主机查询命令时，绝对不允许主动上报信息。PoHin9方式的主要特征是主控端发“查询”命令，受控端

8、响应后传输数，因此传输信息的主动权在主控端。采用单工通道就可实现两端问问答式传递信息的功能。Portin9规约的优点 1.应答式规约允许多台RTU以共线的方式共用一个通道，这样有助于节省通道，提高通道占用率。对于区域工作站和为数众多的RTU通信的情形，这种方式是很合适的。2.应答式规约采用变化信息传送策略，从而大大压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度。3.应答式规约既可以采用全双工通道，也可以采用半双工的通道；既可以采用点对点方式，又可以采用一点多址或环形结构，因此通道适应性强。Pollin9的主要缺点 1.由于不允许主动上报，应答式规约对事故的响应速度慢，尤其是当通道的传输速率较低的情形(

9、如采用配电线载波通信时)，这个问题会更突出。2.由于采用变化信息传送策略，应答式规约对通道的要求较高，因为一次通信失败会带来比较大的损失。3.应答式规约往往来用整帧校验的方式。4.SCl801规约的容量较小，Modbus规约的对时间隔太短，这些不足均给使用带来较大困难。5.应答式规约一般仅允许多个从站和一个主站间进行数据传输。受控端的紧急信息不能及时传给主控端，因此在实际应用中，要做一些灵活处理，例如对于遥信变位，子站RTU要主动上送。三通信网通信网就是在一定范围内以通信设备和交换设备为点，以传输设备为线，按一定顺序点线相连形成的有机组合的系统 构成通信网的基本要素有终端设备、传输链路和交换设

10、备 终端设备示通信网中的源点和终点，其主要功能是在于将输入的信息变换成易于在信道中传输的信号，并参与控制由通信工作。传输链路是网络节点的连接媒介，也是信息传输的通道。它由传送信号的通信介质和各种通信装置组成 交换设备的实质就是交换机，它是通信网络的核心。其基本功能有交换、控制、管理及执行等。通信网分类按照运营方式分，有公用网和专用网按业务范围分，可分为电话网、电报网、数据网、有线电视网、无线网和ISDN网等 四数据通信网数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称计算机通信网，主要是实现计算机与计算机或数据终端与计算机间的通信而建立的网络。计算机网络按照网络覆盖的范围可分为有局域网（Lo

11、cal Area Network-LAN），广域网（Wide Area Network-WAN），和城域网（Metropolitan Area Network-MAN）五计算机网络互连 为了保证各网络与设备有良好的互通性，国际化标准组织ISO（International StandardsOrganization）制定了开放系统互连OSI（Open system Interconnect）的七层参考模型 ISOOSI的七层模型 7层协议分为低层协议及高层协议，低层协议是面向通信功能的协议，物理层、链路层及网络层为低层协议，其余为高层协议。（1）物理层 物理层与通信媒介直接连接，其功能是提供为建

12、立维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，以保证比特流的透明传输。（2）数据链路层数据链路层主要负责链路的建立、维持和拆除，并在两个相邻节点的线路上，将网络层送来的信息组成帧传送，每一帧包括一定数量的数据和必要的控制信息。为了保证数据帧的可靠传输，数据链路层还具有差错控制功能；同时，数据链路层还具备简单的流量控制功能，以防止接收缓存容量不够而产生溢出。（3）网络层 网络层将高层传送下来的数据打包，再进行必要的路由选择、差错控制、流量控制一级顺序检测等处理，是发送方传输层所传下来的数据能够准确无误地按照地址传送到目的地址，并交付给目的站的传输层。（4）传输层传输层位于OSI中

13、的第四层，它是衔接通信子网（由物理层、数据链路层和网络层构成）和资源子网（包含会话层、表示层及应用层）的桥梁。（5）会话层会话层允许不同主机上的各种进程之间进行会话。传输层是主机到主机的层次，而会话层是进程到进程之间的层次。（6）表示层表示层主要解决用户信息的语法表示问题，它向应用层提供服务，主要完成数据格式转换、格式化和压缩、加密解密等操作。（7）应用层 应用层是开放系统互连环境的最高层，它是直接面向用户以满足用户不同需求的，是唯一面向应用程序提供服务的层。Internet及TCPIP协议 与OSIISO的七层参考模型相比，TCPIP参考模型仅包括四层 TCPIP四层参考模型层次主要协议应用

14、层SMTP、DNS、DSP、FTP、TELNET、GOPHER、WAIS、HTTP.传输层TCP、UDP、DVP.网络层IP、ICMP、AKP、PARP、UUCP.接口层ETHERNET、ARPANET、PDN.TCPIP协议在数据传输过程中主要完成以下功能：1.TCP协议先把数据分成若干数据报，并给每个数据报加上一个TCP信封（即报头），上面写上数据报的编号，以便在接收端把数据还原成原来的格式。2.IP协议把每个TCP信封再套上一个IP信封，在上面写上接收主机的地址。有了IP，信封就可以在物理网络上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路由选择的功能。3.上述信封可以通过不同的传输途径（

15、路由）进行传输，由于路径不同以及其他原因，可能出现顺序颠倒，数据丢失，数据重复等问题。这些问题由TCP协议来处理，它具有检查和处理错误的功能，必要时还可以请求发送端重发。第二节 牵引供电SCADA系统通信网络基本概念牵引供电SCADA系统通信网络要实现在调度端计算机与被控站系统间的数据传输，因此它属于数据通信系统的范畴，其任务是将调度端的计算机监控数据可靠、安全、实时地传送到被控站，同时，还能将被控站采集的各种现场数据传送至调度端，因此要求它具有较高的可靠性、开放性和实时性。牵引供电SCADA系统通信网络的基本模型 对于牵引供电SCADA系统而言，铁路通信网络仅仅提供远动信息的物理传输线路，可

16、视为一个透明的传输系统而无需考虑它的具体技术细节和实现方式。但考虑到当前新建铁路，尤其是客运专线。高速铁路的通信骨干网络均采用SDH（Synchronous Digital Hierarchy）网络 SDH体系是在PDH（准同步数字体系）发展出现许多无法克服的缺陷情况下发展起来的，如:1.在PDH体系中，仅有标准化的电接口而没有标准化的光接口，导致各厂家自行生产不能直接从光到光实现直通和调配。对PDH光线路系统的要求也仅限于光电转换作用，而不能充分发挥光纤巨大带宽的传输能力，经济合理性差。2.两大不同数字系列的兼容性问题，以北美、日本为代表的国家或地区数字通信体系采用的是CCITT建议的154

17、4kbitS系，又称TI系列；以欧洲、中国为代表的则采用的是CCITT建议的2048kbitS系列，又称EI系列。这两个系列无论是从编码规律、帧结构，还是从复用体系等方面都有着相当大的区别。当采用不同体系的国家或地区之间互通时，会造成接口转换与信号适配上的麻烦。3.对数字通信网的管理能力严重不足。4.交叉、复接异常复杂。SDH体系的特点正是在解决了上述PDH体系所存在的缺陷的基础上表现出来的它促使数字通信向着智能化、灵活性、业务复杂性、故障“自愈”性以及可靠性等多方面的要求发展。SDH体系的主要特点 1.具有世界范围内统一的网络节点接口，易于不同厂家设备的互连、互通；2.有套标准化的信息结构等

18、级，称为同步传送模块STM-1，STM-4，STM-16，STM-64。3.网管功能可以十分强大，具有有效的SDH网管和网路动态配置功能。4.具有非常容易实现自愈的功能，使故障发生时能迅速恢复。5.一次到位的同步复用方式使传输系统的硬件品种、数量减少。6.既能够兼容现存的各种PDH系列，又充分考虑到未来发展需要。牵引供电SCADA通信网络的拓扑结构主要有如下五种结构：星形、总线形、环形、树形，网状等（1）星形点对对点结构 它以调度端为中心，分别向各个被控站节点发送数据，一旦在调度端与被控站节点间建立连接后，这两个节点之间就是一条专用连接线路。这种结构要求调度端通信节点的可靠性很高，否则出现故障

19、就会危及整个网络。星形结构的优点是结构简单、网络控制容易、便于扩充；缺点是资源共享不便、工程造价高。（2）总线（T）形结构 调度端经过共线信道与被控站相连，任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输，并被总线上其它任何一个节点接收，它的传输方向是从发送点向两端扩散传送，是一种广播式结构，总线结构的优点是易于扩充，可靠性高，一个节点损坏，不会影响整个网络工作，但由于共用一条总线，所以要解决两个节点同时向个节点发送信息的碰撞问题。（3）环形结构 调度端通过两个通信口与远近两个被控站相连。系统中每个被控站两两相连依次构成一个环，每个被控站向相邻站发送数据。该结构的优点在于：网络通信在某一点故障时，不会影

20、响到整个系统的通信。除非有两个或两个以上的线路故障点出现时，才可能影响到系统的通信。为了提高环形通道的可靠性，还可采用双环或多环等冗余措施来解决。此外，环形通道中当某个节点发生故障时，可以自动旁路，隔离故障点，也使可靠性得到提高。（4）树形结构 树形结构是个分层分支的结构，调度站一个分支和节点故障不影响其他分支和节点的工作（5）网状结构 调度端和被控站可以组成分散主动的网状拓扑结构，无论是来自调度端还是被控站的报文由一个站传往另个站，站传递的次序根据目的地址来进行选择。当线路繁忙或出现故障时，传输可以选择其它的路径进行。网状拓扑结构的优点是一个节点有多条路径可以到达，可靠性高，但缺点是信道及设

21、备投资较高。在设计通道的拓扑结构时，为了保证通信信道的高可靠性，一般还要考虑通道的备用问题，因此，牵引远动SCADA系统的通道常采用主、备点对点方式，主备环形通道，或主备总线型结构。（1）音频线路在早期的牵引供电SCADA系统中，采用的是频率范围为300-3400Hz，线路特性阻抗为6000欧的音频电缆作为通信信道的传输介质，来连接被控站与通信站或通信机械室并最后接入铁路通信系统中。由于音频通道的传输速率较低，且容易受到来自电气化铁道的强电磁干扰，在加上因为电缆本身可能存在接地不良、绝缘不佳等问题的困扰，音频通道的通信质量普遍不高，现已逐步被高带宽、低干扰的光纤通道所取代。（2）光纤线路光纤通

22、信是70年代新兴起的一门技术，由于具有宽频带、大容量、中继距离长、抗电磁干扰能力强等一系列优点，因而获得了越来越广泛的应用和飞速的发展。尤其在牵引供电SCADA系统中，它能彻底克服来自电气化铁道的强大电磁干扰，因此光纤线路已逐渐取代音频远动通道，正成为牵引SCADA系统的主流通信信道。光纤通信系统由光发射机、光缆、光中继器及光接收机组成，其组成原理如图 光纤通信系统的基本工作 发信端把电端机输出的电脉冲信号用于直接调制光发射机内的半导体光源（激光器或发光二级管），使发出的光强信号随输入电脉冲的0、1而变化，即当电脉冲信号为0时，光源不发光：当电脉冲为1信号时，光源发光。该光信号以一定角度射入光

23、纤的横截面，在光纤内以全反射方式传输到收信端。光接收机内的光检测器件（光电二极管）检测到该光信号后通过定时再生将之还原为电脉冲信号。由于光波在光纤中传输时有衰减，所以每隔一定距离要对光信号进行再生放大。光中继器的作用就是完成光波信号的放大、再生。牵引供电SCADA系统的光纤通信系统包括两部分一是铁路通信网络的光纤骨干网络，当前主要采用SDH同步数字体系；另一部分是由被控站至通信机械室、通信站间的光通信系统。（一）调制解调器SCADA系统为了利用模拟通信网络进行数据通信，就必须在数据终端与信道之间插入数字调制解调器（MODEM），利用调制解调器在数据发送端将数字信号转换成便于通道传送的模拟信号，

24、而在接收端再将模拟信号转换为数字信号。牵引供电SCADA系统数据通信常采用四线频移键控FSK专线调制解调器，传输速率为1200bps，2400bps。（二）路由器 路由器是一种用于连接多个网络或网段的网络设备。这些网络可以是几个使用不同协议和体系结构的网络（比如互联网与局域网），可以是几个不同网段的网络（比如大型互联网中不同部门的网络）。路由器可以用于连接多个网络和多种传输介质，适用于复杂和大型的网络互连，除了用于局部网之间的互连外，路由器也用于实现局部网和广域网的互连。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。为了完成这项工作，在路由器

25、中保存着各种传输路径的相关数据路径表路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。（1）静态路径表 由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定，它不会随未来网络结构的改变而改变。（2）动态路径表 动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。（三）光端机在牵引供电SCADA系统中，通常采用PDH光端机直接通

26、过2M光纤传输链路接入铁路主干通信网。PDH光端机是将多个速率为2.048Mbps的E1信号变成光信号并传输的设备，PDH光端是小容量的光端机，一般是成对应用，也叫点到点应用（四）通信介质 1.双绞线2.同轴电缆 3.光缆4.无线信道第三节 现场总线技术 现代化工业的不断进步，使得许多传感器、执行机构、驱动装置等现场设备，通过内置CPU控制器实现智能化控制。对于这些智能现场设备增加一个串行数据接口(如RS一232485)有了这样的接口，控制器就可以按其规定协议，通过串行通信方式完成对现场设备的监控。如果全部或大部分现场设备都具有串行通信接口并具有统一的通信协议，控制器只需一根通信电缆就可将分散

27、的现场设备连接，完成对所有现场设备的监控，这就是现场总线技术的初始想法。通过总线通信，从现场采集的大量信息和数据被快速、准确、实时地上传到监控中心，同时由监控中心下达的控制命令也被准确无误地发送到控制单元，及时采取措施避免事故发生。传输高效、通信可靠、接口灵活的现场总线为信息繁杂、组态灵活、运行高速的分散式变电所自动化系统提供了通信上的保证，同时选择不同的通信方式、选择不同的现场总线也相应决定了整个变电所自动化系统的不同特点。现场总线控制系统既是一个开放通信网络，又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并进一步构成自动化系统，实现

28、基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。现场总线具有集成性、开放性、重用性、智能性、分散性和适应性等优点,，能有效地节省投资，减少安装设备费用和维护费用，提高系统可靠性和可操作性。一、现场总线的种类1.PROFIBUS现场总线2.CAN现场总线3.LonWorks总线间隔层通信方式的比较表 通信方式 特 点基于RS一232标准的简单传输 传输信息较模拟传输大，地点的连接，主从方式传输，传输速率较快，灵活性差基于RS一485标准的简单传输 传输信息量大，可以连成网络，但网络的节点数较少，非平等节点结构，传输速率较快，轮信周期存在，实时性差 基于现场总线技

29、术的传输 传输信息量大，网络连接，节点数较多，平等节点结构，传输速率较快，且实时性好 基于以太网技术的传输 传输信息量大，网络连接，节点数多，平等节点结构，传输速率极快，实时性好 现场总线和以太网技术是较理想的通信方式，但目前现场总线技术仍是问隔层通信方式的首选，理由如下 1.变电站间隔层通信信息量有限，以太网的优势在这一层次表现不充分。按照LonWorks网络的指标，采用双绞线介质或光纤介质，通信速率可以达到125 Mbits。这一速率可保证30个保护同时动作时，所有的数据不丢失，并在2 s之内全部传送到目的地址并在后台画面上有相应的反应。而根据理论分析，以太网在这种情况下，对指标并不会有太

30、大的改善，因为以太网擅长的是大容量数据和长数据帧的传输。2.以太网连接目前需要的接El设备较复杂，采用电连接传输的距离相对现场总线也小得多。现场总线在网络器件方面的要求相对于以太网络也简单，一般在本设备上就可以实现接口技术。现场总线结尾第四节 典型应用案例 变电所综合自动化系统通信包括两个方面的内容1.一是变电所内部各部分之间的信息传递，如保护动作信号传递给中央信号系统报警；2.二是变电所与操作控制中心的信息传递，即远动通信。在综合自动化系统中，其通信功能包括变电所内部的通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。(一)综合自动化系统与上级调度的通信 变电所综合自动化将站内继电保护、监控系统、信号

31、采集、远动系统等结合为一个整体，将变电所的二次设备经过功能组合和优化设计，利用现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电所的主要设备和输、配电的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。(二)综合自动化系统的现场级通信 综合自动化系统的现场级通信，主要解决综合自动化系统内部各子系统与上位机(监控主机)之间的数据通信和信息交换问题，其通信范围是在变电所内部。对于集中组屏的综合自动化系统来说，实际是在主控室内部；对于分散安装的综合自动化系统来说，其通信范围扩大至主控室与子系统的安装地(如断路器屏柜间)，通信距离加长了。综合自动化系统现场级的通信方式有并行数据通信

32、、串行数据通信、局域网络和现场总线等。分层分布式自动化系统中需要传输的信息有如下几种1.设备层与间隔层(单元层)间的信息交换2.间隔层内部的信息交换3.间隔层之间的通信4.间隔层和变压所层的通信 1设备层与间隔层(单元层)间的信息交换 间隔层中的信息交换主要来源于间隔层中的控制、测量、保护等单元，大多数需要从设备层通过电压和电流互感器，采集正常和事故情况下的电压值和电流值，采集设备的状态信息和故障诊断信息，这些信息包括：断路器和隔离开关位置、主变压器分接头位置，变压器、互感器、避雷器的诊断信息以及断路器操作信息等。2间隔层内部的信息交换 同一个间隔层内部的信息交换主要有保护、控制、监视、测量数

33、据，如测量数据、断路器状态、变压器的运行状态、电源同步采样信息等。3间隔层之间的通信 不同问隔层之间的数据交换有主、后备继电保护工作状态、互锁，相关保护动作闭锁、电压无功综合控制装置工作状态等信息。4间隔层和变压所层的通信(1)测量及状态信息。正常和事故情况下的测量值，断路器、隔离开关、主变压器分接开关位置、各间隔层运行状态、保护动作信息等。(2)操作信息。断路器和隔离开关的分、合命令，主变压器分接头位置的调节，自动装置的投入与退出等。(3)参数信息。微机保护和自动装置的整定值等。5变电所层的内部通信 综合自动化系统应具有与电力系统调度中心通信的功能，不另设独立的RTU装置，综合自动化系统的上

34、位机(集中管理机)必须兼有RTU的全部功能。把变电所需要测量的模拟量、电能量、状态信息和SOE(事故顺序记录)等类信息传送至调度中心，这些信息是变电所和调度中心共用的。(三)信息传输响应速度的要求 1经常传输的监视信息对变电所运行状态的监视，需要采集母线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、零序电压、频率等参数，这类信息需要经常传送，响应时间需满足SCADA系统的要求，一般不宜大于2 s。对有功电能量和无功电能量的计量用信息，传送的时间问隔可以较长，传送的优先级可以较低。对于变电所层数据库的刷新，可以采用定时召唤方式，定时采集断路器的状态信息、继电保护装置和自动装置投入和退出的工作状态信息

35、。2突发事件产生的信息(1)系统发生事故的情况下，需要快速响应的信息，例如：事故时断路器的位置信号，这种信号要求传输时延最小，优先级最高。(2)正常操作时的状态变化信息(如断路器状态变化)要求立即传送，传输响应时间要小，自动装置和保护装置的投入和退出信息，要及时传送。(3)故障情况下，继电保护动作的状态信息和事件顺序记录，这些信息作为事故后分析事故之用，不需要立即传送，待事故处理完再送即可。(4)故障时的故障录波，带时标的扰动记录的数据，这些数据量大，传输时占用时间长，也不必立即传送。(5)控制命令、升降命令、继电保护和自动设备的投入和退出命令，修改定值命令的传输不是固定的，传输的时间间隔比较

36、长。(6)在高压电气设备内装设的智能传感器和智能执行器，可以高速地和自动化系统间隔层的设备交换数据，这些信息的传输速率取决于正常状态时对模拟量的采样速率以及故障情况下快速传输的状态量。变电所的特殊环境和综合自动化系统的要求使变电所综合自动化系统内的数据网络具有以下特点和要求。1.快速的实时响应能力2.很高的可靠性3.优良的电磁兼容性能4.分层式结构（一）2M数字环形通道2M数字环形通道实现方案的主要特点1.骨干网络采用单环结构，骨干SDH网络具备环形自愈功能2.在通信机械室和被控站间配置一对光端机3.采用路由器实现与EI通道的接口4.无论是调度端还是被控站的通信接口设备均采用以太网接口5.通信规约采用网络化的IEC60870-5-104标准通信规约基于2M数字环形通道的结构现已成为牵引供电SCADA系统的主流配置（二）层次型通道结构层次型通道实现方案的主要特点 1）牵引供电SCADA系统采用2级环形通道结构；2）变电所、分区所、开闭所构成第一级主干环形网络；3）在各车站设有监控接触网隔离开关的监控系统RTU2，个区间的所有RTU2通过环形通道接入变电所。