企业培训_变电事业部智能变电站培训课件

变电事业部智能变电站培训 变电事业工程服务部 主讲人 吕光明2012 7 2 SMV介绍规约介绍9 2报文采样同步模型中的SMVSMV软压板SMV品质对装置的影响 主要内容 3 什么是SMV SampledMeasuredValue采样测量值 也称为SV SampledValue 一种用于实时传输数字采样信息的通信服务从发展历史来说 SMV的发展先后经历 IEC60044 8 IEC61850 9 1 IEC61850 9 2目前主要采用IEC61850 9 2 IEC60044 8 SMV介绍 4 典型采样过程 5 典型采样过程 6 IEC60044 7 电子式电压互感器IEC60044 8 电子式电流互感器IEC61850 9 1 特定通信服务映射 通过单向多路点对点串行通信链路的采样值IEC61850 9 2 特定通信服务映射 通过ISO IEC8802 3的采样值UCA9 2LE IEC61850 9 2应用指南 简化版9 2 Q GDW441 2010智能变电站继电保护技术规范 定义了点对点9 2 扩展FT3 相关标准发展 7 IEC60044 8是国际电工委员会为电子式互感器专门制定的一个标准 点对点光纤串行数据接口采用IEC69870 5 1的FT3格式 故常称之为FT3格式传输延时确定可以采用再采样技术实现同步采样硬件和软件实现简单通道传送瞬时标幺值固定12通道 IEC60044 8 8 IEC60044 8数字输出额定值 Range flag 0表示保护ECT的50倍额定 Range flag 1表示保护ECT的100倍额定 9 IEC60044 8应用层帧格式 10 IEC60044 8默认通道布局 11 IEC60044 8状态字 12 为了满足变电站更加灵活的需求 国网公司在 Q GDW441 2010智能变电站继电保护技术规范 对60044 8所定义的通用帧格式从12通道扩展到22通道 一般称之为扩展FT3格式 支持通道可配置的扩展IEC60044 8协议 扩展FT3 13 扩展FT3应用帧格式 14 数据集长度本标准定义的点对点链接的长度是62 十进制 数据集名 DataSetName 由于扩展协议中通道映射为可配置 不是标准通道映射 所以DataSetName FEH 十进制254 样本计数器帧格式位置发生变化数据通道扩展至22路状态字有效无效位扩展至22路 扩展FT3应用帧格式的不同点 15 IEC61850 9 2 是国际电工委员会标准 IEC61850 9 2 特定通信服务映射 SCSM 中所定义的一种采样值传输方式 网络数据接口传输延时不确定无法准确采用再采样技术硬件软件比较通用 但对交换机要求极高硬件和软件实现都将困难不同间隔间数据到达时间不确定 不利于母差 变压器等保护的数据处理通道传送一次瞬时值 IEC61850 9 2 16 IEC61850 9 2的简化版 lightedition IEC61850 9 2 LE版规约是UCA推出 由ABB SIMENS AREVA OMICRON 美国GE 日本TMT D 东芝 欧洲 加拿大等公司和实验室的国际知名专家联合起草的 IEC61850 9 2的工程实现指南 事实上是IEC61850 9 2的更为明确定义的配套规范 标准 与标准9 2的不同点 只支持采样值发送 去掉9 2有关的其它通信服务 定义了MU的标准模型 采样率统一为支持80点和256点2种 统一定义了SAV的格式 约定了Mod支持的属性及含义对应的MU的行为 对时间同步作了补充规范 因此 细化明确了报文格式和SCL配置格式 IEC61850 9 2 LE 17 ISO IEC8802 3以太网帧结构对比 9 2与9 2LE 61850 9 2附录A 9 2LE附录A 18 APDU帧结构对比 9 2与9 2LE 61850 9 2附录A 9 2LE附录A 19 数据通道编码 9 2LE 20 9 2LE的APPID固定40009 2LE的通道固定8路 且通道排序为 IA IB IC IN UA UB UC UN 去掉数据集 0 x81 刷新时间 0 x84 采样率 0 x86 等数据帧9 2LE的一个周波80点的通过一个ASDU表示 一个周波265的通过8个ASDU表示 9 2与9 2LE帧结构上的几个区别 21 基于9 2LE 但是APPID 通道顺序及个数灵活可配 具体说明如下 此说明来自于公司的9 2数据帧格式 国内现行组网9 2与9 2LE 61850 9 2区别 22 前导字节 Preamble 前导字段 7字节 Preamble字段中1和0交互使用 接收站通过该字段知道导入帧 并且该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入比特流的方法 帧起始分隔符字段 Start of FrameDelimiter 帧起始分隔符字段 1字节 字段中1和0交互使用 以太网mac地址报头以太网mac地址报头包括目的地址 6个字节 和源地址 6个字节 目的地址可以是广播或者多播以太网地址 源地址应使用唯一的以太网地址 IEC61850 9 2多点传送采样值 建议目的地址为01 0C CD 04 00 00到01 0C CD 04 01 FF 优先级标记 Prioritytagged 为了区分与保护应用相关的强实时高优先级的总线负载和低优先级的总线负载 采用了符合IEEE802 1Q的优先级标记 优先级标记头的结构 9 2以太网帧结构说明 1 23 TPID值 0 x8100Userpriority 用户优先级 用来区分采样值 实时的保护相关的GOOSE报文和低优先级的总线负载 高优先级帧应设置其优先级为4 7 低优先级帧则为1 3 优先级1为未标记的帧 应避免采用优先级0 因为这会引起正常通信下不可预见的传输时延 优先级默认为4 采样值传输优先级设置为优先级4CFI 若值为1 则表明在ISO IEC8802 3标记帧中 Length Type域后接着内嵌的路由信息域 RIF 否则应置0 VID 虚拟局域网标识 VLANID 以太网类型Ethertype由IEEE著作权注册机构进行注册 可以区分不同应用 9 2以太网帧结构说明 1 24 应用协议数据单元APDUAPPID 应用标识 建议在同一系统中采用唯一标识 面向数据源的标识 为采样值保留的APPID值范围是0 x4000 0 x7fff 可以根据报文中的APPID来确定唯一的采样值控制块 在9 2LE版本中APPID值默认为0 x4000 如果使用固定APPID 0 x4000 根据报文中的svID来确定唯一的采样值控制块 长度Length 从APPID开始的字节数 保留4个字节APDU格式说明请参考下一部分 帧校验序列4个字节 该序列包括32位的循环冗余校验 CRC 值 由发送MAC方生成 通过接收MAC方进行计算得出 以校验被破坏的帧 9 2以太网帧结构说明 1 25 IEC61850 9 2采样值报文APDU结构 2 26 IEC61850 9 2采样值报文ASDU结构 3 27 IEC61850 9 2采样值报文采样值序列按间隔配置 典型12通道的结构示意如下 4 模拟采样值需要乘上比例因子 保护电流和测量电流采样精度 最小单位 为1mA 测量电压采样精度 最小单位 为10mV IEC61850 9 2数据帧报文通道数根据一个间隔最多采样量来定 采样值通道数量可以灵活配置 28 使用Validity Test属性 其他属性暂不考虑 数据品质 5 29 为了满足变电站更加可靠的需求 合并单元不再依赖时钟源进行同步 国网公司在 Q GDW441 2010智能变电站继电保护技术规范 定义了点对点9 2的方式 具体技术要求如下 合并单元应输出电子式互感器整体的采样响应延时 额定延时时间不大于2ms 采样值发送间隔离散值应小于10 S 通道延时需要在采样数据集中作为一路通道发送 IEC61850 9 2 点对点 30 各个规约比较 31 44 8报文 借助仪器 32 9 2报文标注 源MAC 目的MAC APPID 长度 SVID 计数器0 3999 同步标记 瞬时值 品质 33 数据同步是指二次设备需要的采样数据是在同一时间点上采的 即采样数据的时间同步 以避免相位和幅值产生误差 在电力系统中精确时间同步是十分重要的 它广泛应用于继电保护 故障测距 故障分析 自动控制以及电度采集等方面 例如一般的传输线路保护 时间同步精度应在4 S以内 对于电磁式互感器输出的模拟信号不存在这个问题 而电子式互感器输出的数字信号就必须含有时间信息 解决时间同步问题有插值计算和使用公共时钟脉冲同步两种方法 合并单元的采样同步 34 插值法 对于插值法 要求合并单元提供采样的传输延时 保护测控设备通过减去延时还原站内实际采样时刻 然后通过插值算法通过非同步样本点来计算同步样本点 适用于点对点方式9 2和44 8 35 时钟同步法 对于利用公共时钟脉冲的同步方法 各合并单元必须有时钟输入 并具备依照时钟输入信号给定的时间状态取得同步样本 适用于组网方式9 2 36 ICD中的SMV信息 合并单元部分 合并单元的访问点定义为M1 合并单元LD的inst名为 MU 来自 智能变电站继电保护规范 SV发送信息配置在dsSV中 一般位于M1中的LN0中IEC61850 9 2推荐配置到DO IEC60044 8应配置到DA 主要原因是两者的品质放在不同的地方 9 2通道排列采用幅值 品质 44 8采用品质统一放在状态字 通道排列只有幅值 9 2通道延时一般放在dsSV中的第一通道中 44 8帧格式中有通道延时因而不需要 37 ICD中的SMV信息 保护测控部分 保护装置的访问点定义为M1 LD的inst名为 SVLD 来自 智能变电站继电保护规范 保护装置的每个采样值接收 对应一个SVIN前缀的TCTR或TVTR 双A D采样数据在同一逻辑节点中实现 38 CID中的SMV信息 合并单元增加SMVCB 保留ICD中所有的SMV信息通过SCD工具新建控制块产生 一般位于MU的LN0中 39 CID中的SMV信息 合并单元增加通讯信息 通过SCD工具在commuication分配组播地址产生SMV建议取值范围要求 01 0c cd 04 00 00到01 0c cd 04 01 FF 一般国内现场对此不作要求 APPID建议范围0 x4000 0 x7FFF44 8为串口协议 以上信息虽然在SCD可以配置 但是实际不需要 40 CID中的SMV信息 保护测控增加Inputs 通过SCD工具连线后产生 连线信息即为Inputs 一般位于LN0最后一个DO之后Inputs由外部ExtRef和intAddr构成 相当于将内部信号与外部信号一一关联通过Inputs可以知道其连线信息的级别是DO还是DA 一般要求DO对DO DA对DA 9 2连线推荐DO对DO 44 8都是DA对DA 41 通过解读bin1来完成的9 2的发送和接收 解读bin2来实现功能应用 9 2的注意点 采用独立板卡完成SMV接收与发送 默认光卡0 SV和GOOSE不要共卡 下载配置后 无自检出错信息 装置如何实现9 2 42 通过解读bin1来完成的44 8的发送和接收 解读bin2来实现功能应用 44 8的注意点 44 8报文为光纤串口的FT3格式 主要用来电压采样 下载配置后 无自检出错信息 装置如何实现44 8 43 9 2基于发布 订阅的数据模型 接收方应严格检查MAC AppID Svid 通道个数 等参数是否匹配 扩展FT3没有以上要求 一般只要两边都整定成相同波特率 相同通道数目 就可以通上 SMV接收匹配原则 44 9 2双网接收机制 不是对两单网完全解码 而是以最先到达接收装置的采样值内容尽快更新接收缓冲区 在较快到达的采样值数据出现丢帧情况下 以较慢到达的另一网络数据实现丢帧补偿 在单网故障或双网交替故障时确保采样值接收正确 45 SV相关报警全部在链路层实现 包括A网链路出错 SV数据无效 MU失步 SV检修态不一致 SV总报警等 9 2的各种报警含义 46 如何判断SMV断链 数据超时 解码出错 采样计数器出错做 或 处理 然后 延时10个采样点报警 报警之后展宽1S返回 链路异常报警 47 什么是数据无效报警 读取数据帧中的无效标志位 然后 延时10个采样点报警 报警之后展宽1S返回 数据无效报警 48 什么是检修态不一致报警 在接收软压板投入的情况下 接收到采样信号与装置自身的检修状态不同时 装置报检修态不一致 检修态不一致告警 49 什么