圖4 三段保護程序流程圖.

　　3 配電所主控制室級

　　3. 1 斷路器主控制室的連鎖保護功能

　　在變電站中，都設有主控制室，通過監控對低壓開關室的各級斷路器進行協同控制，形成連鎖保護。電氣主接線采用單母線分段形式，有母線斷路器 QF1、QF2，母聯斷路器QF5，分支斷路器QF3、QF4、QF6、QF7，這些斷路器所處位置不同，如果參數設置值相互獨立，發生故障時可能造成上下級線路同時斷開，會影響其他分支線路正常供電，而啟動連鎖保護后，依照斷路器間邏輯關系，通過約束設備間動作時間，可以實現故障影響區域最小化，持續供電最優化的經濟效果，如圖5所示。如過載或短路故障時，設置下級斷路器動作時間整定值使其迅速動作，而上一級離故障點最近的斷路器必須延時動作，以確保下級斷路器能清除故障，在下級斷路器保護失效時，上一級斷路器再執行后備保護。

　　3. 2 CAN-TCP /IP 協議轉換電路

　　如圖5 所示，在變電站主控制室設計了基于ARM7 嵌入式處理器的協議轉換電路，將帶有CAN 總線接口的智能斷路器接入以太網，不僅可完成斷路器的實時監控，也便于與上一級電力調度中心的通信。電路設計中，選用ARM 核微控制器STR710FZ2T6 實現協議轉換，優點是功耗低、性能高、性價比高，同時支持CAN2. 0 協議和TCP /IP 協議規范。其內部集成有CAN 模塊，位速率最高可達1 Mb /s。外接的網絡控制芯片CS8900A 是一款低功耗、性能優越的16 bit 以太網控制器，通信速率10 Mb /s，負責處理以太網數據幀的發送和接收。

　　圖5 CAN-TCP/IP 協議轉換電路.

　　3. 3 CAN-TCP /IP 協議轉換流程

　　工業以太網采用TCP /IP 協議族，CAN 和TCP /IP 網絡是通信協議完全不同的異質網絡，若想完成之間的信息交換，實質上是在應用層進行協議轉換，通過對數據按照不同協議的封裝使其能夠被不同的網絡讀取。協議轉換過程流程圖如圖6 所示。

　　圖6 協議轉換主程序流程圖.

　　4 電力調度中心級

　　目前，110 kV 以下配電網中已有很多變電站實現了無人值班，由電力調度中心進行遠方控制。

　　電力調度中心網絡連接如圖7 所示，在該設計中，調度中心與監控級的變電站主控制室都采用TCP /IP 協議通信，但具體協議方式根據互聯網的要求有一定的改變，同時可通過Internet網絡與供電局、發電廠、其他電力調度部門通信，從而聯成一個全方位的電力通信網絡，其有很多優勢:① 綜合不同區域電力供應情況，協調各級電網;② 可進行分區段輪流檢修，減少停電損失;③ 聯網后，通過廣域測控系統的普及，可進行快速故障定位，實現智能電網自愈功能;④ 未來會逐步將新能源( 如風電，太陽能、生物能等) 納入電網規劃，進行有效調配，發揮可再生能源的功效，滿足經濟、環保的要求。但接入Internet 網絡會帶來很多安全方面的隱患，如保密信息泄露、黑客攻擊、*侵入等，需采用防火墻、入侵檢測、防*、VPN 技術等多種措施構建電力網絡的安全防護體系。

　　圖7 電力調度中心網絡連接.

　　5 結語

　　本文構建了斷路器三級網絡模型，以DS80C390 為核心，設計了一種基于CAN 總線的低壓斷路器智能控制器，實現斷路器的三段保護、測量、控制等功能，提出了一種基于ARM 微控制器STR710FZ2T6 的CAN-TCP /IP 協議轉換電路，通過以太網通信方式與網絡上的電力調度中心進行交互，符合智能電器網絡化發展趨勢，有很好的應用前景，同時對電力網絡中其他智能電器的設計也提供了一定的參考。