智能变电站过程层SV与GOOSE共网的交换机配置.pdfVIP

电气开关 ( 2 0 1 6 N o 1 ) 8 9 文章编号 ： 1 0 0 4 2 8 9 X( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 8 9 0 5 智能变电站过程层 S V与 G O O S E共网的交换机配置 肖凡。 ， 代焕利 ， 鲁春华 ， 程泽涛 ( 1 三峡大学， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 0 ； 2 电力勘测设计院， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 2 ) 摘要 ： I E C 6 1 8 5 0系列标 准整体上将数字化变电站通信 网络分为站控层、 间隔层和过程层， 采用交换机 网络进行 通信。过程层网络设计的合理性在很大程度上决定了变电站运行的可靠性， 其组网方案也直接影响保护、 控制功能 的实现以及网络设备的投资。结合某2 2 0 k V工程， 介绍了过程层网络 s V与 G O O S E共网时的组网方案及交换机配置。 关键词 ： 交换机 配置； 过程总线 ； G O O S E 中图分类号 ： T M6 3 文献标识码 ： B LAN- s wit c h Co n fi g u r a t io n o f S V a n d GOOS E S h a r e Ne t wo r k in t h e S ma r t S u b s t a t io n XI AO Fa n ， DAI Hu a n 1 i ， LU Ch u n hu a ， C HENG Ze t a o ( 1 C h in a T h r e e G o r g e s U n iv e r s i t y ， Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2， C h i n a ； 2 E l e c t r i c P o w e r E x p lo r a t io n a n d D e s ig n I n s t i t u t e ， Y ic h a n g 4 4 3 0 0 2 ， C h in a ) Ab s t r a c t： I EC 6 1 8 5 0 s e r ie s s t a n d a r d d iv i d e s t h e d i g it a l s u b s t a t io n c o mmu n ic a t io n n e t wo r k in t o t h e s t a t io n c o n t r o l l a y e r s p a c i n g l a y e r a n d p r o c e s s la y e r ， in w h o le ， c o mmu n ic a t io n w it h t h e n e t wo r k s wi t c h T h e p r o c e s s la y e r n e t w o r k d e s ig n la r g e ly d e t e r min e s t h e r e li a b ili t y o f t h e t r a n s f o rm e r s u b s t a t i o n， t h e n e t wo r k s c h e me d ir e c t ly a f f e c t s t h e p r o t e c t io n， imp le m e n t a t i o n o f c o n t r o l f u n c t io n a n d o f in v e s t m e n t o f n e t w o r k e q u ip me n t T h i s p a p e r c o m b in e a 2 2 0 k V p r o j e c t ， w h ic h in t r o d u c e s t h e p r o c e s s o f n e t wo r k la y e r n e t w o r k S V a n d GO OS E n e t w o r k Th e n it in t r o d u c e s t h e s w it c h c o n f ig u r a t io n Ke y wo r ds： L AN s w it c h c o n f i g u r a t i o n； p r o c e s s b u s n e t wo r k； G OOS E 1 引言 电力是 国民经济 的基础 ， 变 电站是连接发电和用 户的枢纽 ， 是整个电网安全 、 可靠运行 的重要环节 。坚 强 、 灵活的电网结构是发展未来智 能电网的基础。智 能变电站 的网络结构作为智能变电站 的核心 ， 对智能 变电站以及智能电网的建设具有重要 的现实意义 。 2智能变电站过程层组网 过程总线 的组 网方案有集中组屏和按 间隔分散组 屏。在 目前的智能变 电站 中， 过程总线按 间隔分散组 屏是 目前智能变电站所采用的常见方式 ， 这种划分方 式实物层面上的间隔界线清晰。而对于按间隔组网的 过程总线 ， 端 口的 V L A N划分需要在 1台交换机上进 行。为了组网的方便， 间隔内宜采用光纤交换机在公 共信息网络中扩展电口交换机。但由于需要生成 1 个 能够访问所有间隔数据的V L A N ， 以减少母差、 故障录 播等装置的 网络适配器 的数量 。现 以某 2 2 0 k V实 际 工程中过程层网络为例， 介绍分散组屏时的交换机配 置。对于智能变电站而言 ， 过程层 网络与变电站设备 的实时控制功能密切相关， 如继电保护、 稳控装置等。 从 国内、 外变 电站综合 自动化的开展情况下 ， 过程层通 信网络的组网方案大致存在以下几种模式 ： 2 1 分层分布式 该系统的特点是按照变电站的原件以及断路器间 隔进行设计。将变 电站 中一个断路器 间隔所需要的全 部数据采集、 保护和控制等功能集 中由一个或几个智 能化的测控单元完成。这种方式代表了现代化变电站 自 动化技术发展的趋势， 很大程度上减少了连接电缆 及电缆传送信息的电缆干扰， 具有很高的可靠性， 大量 现场工作可一次性在设备制造厂家完成。 2 2 集中式 集中式系统结构采用功能强的计算机并扩展其 电气开关 ( 2 0 1 6 N o 1 ) I 0接口， 集中采集变电站的模拟量、 开关量等信息进 行计算和处理， 分别完成变电站的监控、 保护和自动控 制功能。由前置机完成数据输入输出、 保护、 控制及监 测等功能 ， 后台机完成数据处理 、 显示 、 打 印及远方通 信等功能 。 2 3 分布式 按变电站监控对象或系统功能分布的多台计算机 单功能设备， 将它们连接到能共享资源的网络上实现 分布式处理。分布式系统结构的最大特点是将变电站 自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式 模式一般按功能设计， 采用主从 C P U系统工作方式， 多 C P U模块系统提高了处理多发时间的能力 ， 解决 了 C P U运算处理的瓶颈问题。各功能模块之间采用网 络技术或串行方式实现数据通信 ， 选用具有优先级的 网络系统， 能够较好的解决数据传输的瓶颈问题， 提高 了系统的实时性。 减少可以进一步提高整体可靠性。对于继电保护设备 而言， 采样值和 G O O S E的信息同样重要， 任何一类信 息丧失都无法实现继电保护功能。即使在装置上采样 值和 G O O S E使用 了不 同的网 口， 使用 同一 套 网络交 换机设备通过 V L A N划分都是有意义的。该方案可以 解决 G O O S E和采样值信息共享的问题， 同时， G O O S E 和采样值的共网运行可进一步优化交换机、 装置端 口、 连接介质的数量 。 后台机 I l远动装置 ： l 交换机 l G O OS E S MV 1 塑 堂 ! l l塑 堂 ! l l塑 斐 l l塑 图 1 智能变电站网络结构 3 过程层两网合一的组网方案4 工程实例 在智能变电站的网络架构中， M M S网用于站控层 设备和间隔层设备的信息交换； G O O S E网用于过程层 设备的跳闸、 保护之间的信息的交互、 开关刀闸等信息 的采集； S M V 网用于传输 电子互感器所产生的模拟 量。在智能变 电站中， 由于过程层通信的引入 ， 交换机 的运行状态直接决定站 内保护装置与测控装置的工作 状态 。因此 ， 对过程层 网络进行合理的配置具有重要 的意义。 S V与 G O O S E共网： 将采样值和 G O O S E共网有效 减少 了过程层 网络的交换机投资 ， 且因为系统部件的 12 0 k Vg ：Y c l 2 2 0 k VW ,l 2 2 0 k V 路控制 l I 路保护1 l l 路保打 4 1 工程简况 某 2 2 0 k V工程变电站情况如下： 2 2 0 k V双母单分 段 ， 1 1 0 k V双 母单 分段 ， 1 0 k V单 母分 段 ； 主变 2台， 2 2 0 k V出线 2回， 1 1 0 k V出线 6回， 1 0 k V出线 4回， 电 容器组 6台， 所用变 2台； 2 2 0 、 1 1 0 k V互感器全部采用 光纤数字量输出的电子式互感器 ， lO k V出线、 电容器 、 所用变、 分段间隔互感器采用电流、 电压一体化小信号 模拟量输出的电子式互感器 ； 对时服务器采用 G P S ； 全 站采用 I E E E 1 5 8 8网络对时协议。本工程过程层 网络 如 图 2所示 。 圈 588 -J IEEE1 服 务 L一 主干交换 i 光 2 2 交 0 k 换 V , 机A l l 萎 姜 l 斟 # 2主变光交换机A 卤 卤 卤 卤 卤 图 图2 过程层网络结构图 主干交换 曩 l l 保 l I 保 护 # 2 主变光交换机B 低 压 侧 合 并 苴 兀 电气开关 f 2 0 1 6 N o 1 ) 9 1 4 2 过程层交换机配置方案 交换机需按端 口配置要求提供足够 的光 口和双绞 线 口。与保护和测控装置 的连接全都采 用光纤 ， 仅在 站控层控制室内采用双绞线连接各工作站。交换机的 所有光口必须是交换机本身内置光纤端 口， 不应采用 外接光电转换器。 2 2 0 k V线路间隔配置成一个独立的 网段， 采用独立的交换机。主变三侧作为一个大间隔 ， 配置成一个独立 的网段 ， 采用独立的交换机 。每一个 电压等级分别配一台公共交换机， 连接该电压等级对 应的母线保护、 P rI 合并单元， 各间隔对应的交换机也 通过级联端 口连到公共交换机。G O O S E服务 网络进 行开关量的传输， 采取两层网络交换的拓扑结构， 即每 一 个间隔配置一台交换机， 每一个电压等级配置一台 公共交换机 。过程层交换机具体配置为 ： 2 2 0 k V过 程 层中心交换机 2台， 2 2 0 k V线路交换机 4台， 2 2 0 k V母 联交换机 2台 ， 1 主变过程层交换机 2台， 2 # 主变过程 层交换机 2台， 1 1 0 k V过程层中心交换机 1台， 1 1 0 k V 线路交换机 6台， 1 1 0 k V母联交换机 1 台， 交换机数量 总共有 2 O台。 4 2 1 2 2 0 k V中心交换机 过程层采用 A、 B网双网冗余配置。2 2 0 k V中心 交换机 2台。 2 2 0 k V ：c程层A 网中心交换机 冈 网 罔 冈 冈 冈 网 网 图 3 2 2 0 k V过程层 A网中心交换机端 口接线图 4 2 2 2 2 0 k V 1 A线路交换机 2 2 0 k V线路交换机 4台。2 2 0 k V线路 lA间隔交 2 2 0 k V线路1 间隔交换机A 换机接 口分配如下 ， 2 2 0 k V线路 2 A间隔同 1 A。2 2 0 k V 线路交换机 B网与 A网相同。 1 n 交 换机 端 口 接 口类型 终点设备 端 口 接口类型 终点设备 F E1 光口。 S T 2 2 0 k V 路1 保护A F E 9 光口， S T 2 2 0 k V主干交换机 F E 2 光 口， S T 2 2 0 k V线路1 测控 F E l0 光口。 S T F E 3 光 口 S T 2 2 0 k V 线路1 合并单元A F E 1 l 光口， S T 2 2 0 k V 备用线保护A F E 4 光口 S T 2 2 0 k V,g路1 智能终端A F E 1 2 光口。 S T 2 2 0 k V 用线测控A F E 5 光 口 S T 2 2 0 故障录波 F El3 光口， S T 2 2 0 k V 备用线合并单元A F E 6 光口 S T 主变备自投 F E 1 4 光口， S T 2 2 0 k V 备用智能终端A F E 7 光 口， S T 1 0 k V 分段保护测控装置 F E 8 光口 S T 稳控装置 GE l 光口。 L C 网络分析仪 图 4 9 2 电气开关 ( 2 0 1 6 N o 1 ) 4 2 3 2 2 0 k V A母联交换机 2 2 0 k V A 网母 联 交换 机 2台， 接 口配 置 如 下 。 2 2 0 k V母联交换机有两台， 2 2 0 k V B网母联交换机同 A网相同。 1 n 交换机 端 口 接口类型 终点设备 端口 接 口类型 终点设备 F E1 光 口 S T 2 2 0 k V ： 线保护A F E 9 光 口， S T 2 2 0 k V 中心交换机A F E 2 光 口。 S T 2 2 0 k V ： 线测 控 F E lO 光 口， S T F E 3 光口。 S T 2 2 0 k V N： 线合并单元A F El1 光 口， S T F E 4 光 口， S T 2 2 0 k V J ： 线智能终端A F E 1 2 光 口。 S T F E 5 光口， S T 2 2 0 故障录波 F E 1 3 光 口， S T F E 6 光口 S T 1 0 k V分段保护测控装置 F E 1 4 光 口， S T F E 7 光 口。 S T F E8 光 口 S T GE 1 光口。 L C 网络分析仪 图 5 4 2 4 1主变交换机 交换机两 台。1 # 主变交换机接 口配置如下 ： 主变交换机有 4台。1 # 主变交换机两台， 2 # 主变 5 结语 ln 交换机 端 接口 类型 终点设备 光缆编号 端口 接口类型 终点设备 光缆编号 F E 1 光口，S T 1 # 主变保护A 1 B G S A A 一 0 1 F E 9 光口，S T 1 # 主变1 0 1 【 V 侧合并单元智能终端合一A 1 B G S A A 1 - 0 9 F E 2 光口，S T 1 # 主变2 2 0 k V U 控 1 B G S A A F E 1 0 光口S T 1 # 主变本体侧智能终端 B G S A A 1 1 0 F E 3 光口，S T l # 主变2 2 0 k V 合并单元A 1 B G S AA 一 0 3 F E l1 光口。S T 主变故障录波 F E 4 光口，S T 1 # 主变2 2 0 k V 智能终端A 1 B G S AA o 4 F E 1 2 光口S T 1 # 主变本体测控 1 B G S A A l一 1 2 F E 5 光 口，S T l# 主变1 1 0 k V R fJ fJ 控 1 B G S A A ) 5 F E l3 光 口S T F E 6 光口，S T 1 # 主变ll0 k V 侧合并单元A 1 B G S A A 一 0 6 F E 1 4 光口S T F E 7 光口，S T l # 主变ll0 k V侧智能终端A lB G S A A 0 7 F E 1 5 光口，S T F E 8 光口，S T 1 # 主变1 0 k V 控 I B G S A A 一 0 8 F E l6 光口S T 级联至2 2 0 k V中心交换机A 图 6 智能变电站建设第一批试点工程 已全面展开 ， 第 二批试点也规划完毕 ， 现全 面进行推广建设 中。过程 层组网方案的选择对智能变电站的安全性、 可靠性和 经济性具有重要影响。本文对某 2 2 0 k V智能变电站 的过程层通信网络进行探讨， 分析其组网方案和交换 机配置 ， 为今后智能变 电站的建设尤其是过程层 网络 结构的设计起到一定参考作用。 参考文献 1 胡建斌 智能变 电站 过程层 “ 三 网合一”组 网方案及 V L A N划分 J 电工技术 ， 2 0 0 9 ( 9 ) ： 1 01 3 2 石文江 过程总线网络设计及交换机的配置与管理 J 东北电力 技 术 ， 2 0 1 2 ( 3 )： 4 75 2 3 王晓虎 智能变电站过程层网络分析及典型配置研究 D 华北 电力大学， 2 0 1 3， 6 电气开关 ( 2 0 1 6 N o 1 J 9 3 文章编号： 1 0 0 42 8 9 X( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 9 3 0 3 2 2 0 k V电容式电压互感器法兰渗油的异常分析 赵全胜， 连经斌， 罗娟， 陈晗， 翟娜娜 ( 郑州供 电公 司， 河 南 郑 州4 5 0 0 0 6 ) 摘要： 针对电容式 电压互感器的特点， 结合 实际运行 中， 因电容式 电压互感器法兰渗油而发现的电容 器变化情 况， 探讨运行 中电容式电压互感器二 次电压的监测及在线监测分析 ， 提 出了对电容式电压互感器异常处理的一些 方法 。 关键词 ： C V T电压互感器； 电压； 监测 ； 分析 ； 处理 中图分类号 ： T M 8 3 5 4 文献标识码 ： B Dis c o v e r y o f 2 2 0 k V Ca p a c i t o r Vo l t a g e Tr a n s f o r me r Bo d y Oil Le a k a g e Ex c e p t io n Ha n dling Z H A O Q u a n s h e n g， L I A N J i n g b i n ， L U O J u a n ， C H E N H a n ， Z H A I N a n a ( Z h e n g z h o u P o w e r S u p p l y C o mp a n y ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 6， C h i n a ) Ab s t r a c t ： A imi n g a t t h e c h a r a c t e r is t ic s o f t h e C VT， c o mb i n e d wit h t h e a c t u a l o p e r a t io n， b e c a u s e o f c a p a c i t iv e v o lt a g e t r a n s f o r me r fl a n g e o il s e e p a g e a n d it w a s f o u n d t h a t t h e c a p a c it o r c h a n g e s ， d u r in g o p e r a t i o n o f c a p a c i t o r v o lt a g e a n s f o r m e r t w o v o l t a g e mo n it o r i n g a n d o n lin e mo n it o r i n g a n d a n a l y s is ， p u t f o r w a r d f o r t h e c a p a c it o r v o lt a g e t r a n s f o rm e r a b n o rm a l p r o c e s s in g o f s o me me t h o d o f Ke y wor d s： CV T v o l t a g e t r a n s f o rm e r ； v o l t a g e； mo n i t o r in g； a n a ly s