数字化变电站的知识介绍_南瑞继保

1、数字化变电站的知识介绍数字化站与常规站的区别站控层站控层网络层网络层间隔层间隔层数字化站与常规站的区别 常规站：二次结构分为站控层、间隔层；数字化变电站分为常规站：二次结构分为站控层、间隔层；数字化变电站分为过程层、间隔层、站控层。过程层、间隔层、站控层。 常规站是站控层包括监控后台（嵌入五防系统）常规站是站控层包括监控后台（嵌入五防系统） 、工程师站、工程师站、保护信息子站、运动设备，独立五防它们之间的规约是传统保护信息子站、运动设备，独立五防它们之间的规约是传统的通讯规约；数字化变电站是站控层设备同常规站，但是规的通讯规约；数字化变电站是站控层设备同常规站，但是规约是约是IEC61850I

2、EC61850规约。规约。 常规站是监控双网配置，网络采用星型结构；数字化变电站常规站是监控双网配置，网络采用星型结构；数字化变电站 是监控双网传输保护信息、测控采样信息、联闭锁是监控双网传输保护信息、测控采样信息、联闭锁GOOSEGOOSE信息、信息、顺控信息等，顺控信息等，GOOSEGOOSE双网配置，都使用双网配置，都使用IEC61850IEC61850标准。标准。数字化站与常规站的区别 常规站是开关、刀闸、互感器、电抗器等不具备常规站是开关、刀闸、互感器、电抗器等不具备6185061850标准，标准， 互感器与测控装置、保护装置仍然采用传统电缆连接，开关、互感器与测控装置、保护装置仍然

3、采用传统电缆连接，开关、刀闸、变压器与测控装置、保护装置、操作箱仍然采用传统刀闸、变压器与测控装置、保护装置、操作箱仍然采用传统电缆连接；数字化变电站电子式互感器、智能化开关外，其电缆连接；数字化变电站电子式互感器、智能化开关外，其他一次设备均采用传统设备，电子式互感器他一次设备均采用传统设备，电子式互感器( (传感模块传感模块+ +合并合并单元单元) )，智能化开关，智能化开关 ，通过光纤连接。，通过光纤连接。 常规站是常规站是GPSGPS设备具备设备具备IRIG-BIRIG-B、差分、报文等的对时，保证全、差分、报文等的对时，保证全站的二次设备具有统一绝对时间，对时网络是通过级连的方站的二

4、次设备具有统一绝对时间，对时网络是通过级连的方式实现；数字化变电站式实现；数字化变电站GPSGPS设备具备设备具备IRIG-B IRIG-B ，还有，还有SNTPSNTP对时对时方式，方式，IEEE1588IEEE1588，同时有，同时有GPSGPS及北斗系统互为备用，保证对及北斗系统互为备用，保证对时的精度。对时网络是时的精度。对时网络是IRIG-BIRIG-B对时单独组网，主控室与各小对时单独组网，主控室与各小室间采用光纤，室间采用光纤，SNTPSNTP对时网络可使用监控双网或保护信息网。对时网络可使用监控双网或保护信息网。数字化站与常规站的区别 常规站的智能设备（电表、直流屏、交流屏等）

5、通过通讯管常规站的智能设备（电表、直流屏、交流屏等）通过通讯管理转接设备理转接设备IEC103IEC103规约，与监控、远动通讯；数字化站通过规约，与监控、远动通讯；数字化站通过管理通讯管理机转成管理通讯管理机转成IEC61850IEC61850，或具备，或具备IEC61850IEC61850直接通讯。直接通讯。 常规站的保护软压板符合传统保护装置软压板功能，可以通常规站的保护软压板符合传统保护装置软压板功能，可以通过装置菜单就地投过装置菜单就地投/ /退，通过监控后台、保护信息系统、调度退，通过监控后台、保护信息系统、调度（远动）来投退，硬压板通过电缆连接开入（远动）来投退，硬压板通过电缆连

6、接开入/ /跳闸回路中；数跳闸回路中；数字化变电站软压板同常规站，但功能硬压板已取消，只保留字化变电站软压板同常规站，但功能硬压板已取消，只保留检修压板。同时出口硬压板也移到就地智能操作箱侧。测控、检修压板。同时出口硬压板也移到就地智能操作箱侧。测控、保护装置通过保护装置通过GOOSEGOOSE发跳发跳/ /合闸到智能操作箱，由智能操作箱合闸到智能操作箱，由智能操作箱实现开关的分实现开关的分/ /合。合。数字化站与常规站的区别常规站保护常规站保护数字化站保护数字化站保护 数字化变电站是指变电站自动化系统采用数字化变电站是指变电站自动化系统采用IEC61850IEC61850国际标准，国际标准，

7、信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化。其基本特征信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化。其基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化管理自动化。 智能化一次设备智能化一次设备: :电子式互感器电子式互感器、智能化开关智能化开关等。等。 网络化二次设备网络化二次设备: :过程层过程层是一次设备与二次设备的结合部分是一次设备与二次设备的结合部分，包括包括光电式互感器光电式互感器、合并单元、智能终端、合并单元、智能终端, ,间隔层是由间隔层是由保护保护装置、测控装置、故障录波装置以及其他智能设备装置、测控装置、故障

8、录波装置以及其他智能设备构成构成、站、站控层包括控层包括监控系统主机、操作员工作站、远动机、保护信息监控系统主机、操作员工作站、远动机、保护信息子站、维护工程师站子站、维护工程师站等等数字化变电站介绍数字化变电站结构IEC61850-9-1/9-2电子互感器和电子互感器和GOOSEGOOSE的变电站的变电站 GOOSE的典型配置110kVGOOSE110kVGOOSE：GOOSE1Addr:01-0C-CD-01-00-11Vid:011Priority:4MinTime:10MaxTime:2000保护跳闸告警遥控操作跳闸 GOOSE3Addr:01-0C-CD-01-00-12Vid:01

9、2Priority:4MinTime:10MaxTime:2000测控PCS9705GOOSE2Addr:01-0C-CD-01-00-13Vid:013Priority:4MinTime:10MaxTime:2000智能就地PCS222GOOSE4INPUT1.保护PCS941录波器PCS997信号（位置、告警等）位置保护跳闸反校位置、闭锁信号保护跳闸GOOSE的典型配置I220kVGOOSE220kVGOOSE：数字化保护现状 常规站的电压电流的输入都是模拟量，开入、开出采用硬接常规站的电压电流的输入都是模拟量，开入、开出采用硬接点连接；数字化站有三种方式：点连接；数字化站有三种方式： 方

10、式方式1 1：输入的电压、电流为模拟量，跳、合闸等状态量：输入的电压、电流为模拟量，跳、合闸等状态量采用采用OOSEOOSE传递；传递； 方式方式2 2： 输入的电压、电流为数字量，开入、开出采用硬输入的电压、电流为数字量，开入、开出采用硬接点连接；接点连接； 方式方式3 3：输入的电压、电流为数字量，跳、合闸等状态量：输入的电压、电流为数字量，跳、合闸等状态量采用采用GOOSEGOOSE传递。传递。 IEC61850IEC61850标准是迄今为止最为完善的变电站自动化标准。标准是迄今为止最为完善的变电站自动化标准。IEC61850IEC61850是一个网络和计算机技术高度发展的产物。嵌入式是

11、一个网络和计算机技术高度发展的产物。嵌入式硬件技术、嵌入式操作系统技术的快速发展和广泛应用，为硬件技术、嵌入式操作系统技术的快速发展和广泛应用，为I IEC61850EC61850在电力系统的应用创造了有利条件。是基于网络通信在电力系统的应用创造了有利条件。是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。 IEC61850 IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。不仅规

12、范保护测控装置的模型信息共享和互操作成为可能。不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且还定义了电子式和通信接口，而且还定义了电子式CTCT、PTPT、智能化开关等一、智能化开关等一次设备的模型和通信接口。次设备的模型和通信接口。IEC61850简介IEC61850IEC61850解决的主要问题：解决的主要问题：网络通信；变电站内信息共享和互网络通信；变电站内信息共享和互操作；变电站的集成与工程实施操作；变电站的集成与工程实施IEC61850简介IEC61850简介 间隔层装置与变电站监控系统之间交换事件和状态数据间隔层装置与变电站监控系统之间交换事件和状态数据MMSMMS 间隔层装置与远方保

13、护交换数据间隔层装置与远方保护交换数据私有规约，未来发展也私有规约，未来发展也可用以太网方式借用可用以太网方式借用GOOSEGOOSE或或SMVSMV 间隔内装置间交换数据间隔内装置间交换数据GOOSEGOOSE 过程层与间隔层交换采样数据过程层与间隔层交换采样数据SMVSMV 过程层与间隔层交换控制和状态数据过程层与间隔层交换控制和状态数据GOOSEGOOSEIEC61850简介 间隔层装置与变电站监控系统之间交换控制数据间隔层装置与变电站监控系统之间交换控制数据MMSMMS 间隔间交换快速数据间隔间交换快速数据GOOSEGOOSE 变电站层间交换数据变电站层间交换数据MMSMMS 变电站与

14、控制中心交换数据变电站与控制中心交换数据不在标准范围，也有用户希不在标准范围，也有用户希望采用望采用6185061850IEC61850简介遥信、开入等信号类数据遥信、开入等信号类数据的上送功能通过的上送功能通过BRCBBRCB（有缓冲（有缓冲报告控制块）来实现，映射到报告控制块）来实现，映射到MMSMMS的读写和报告服务。通过有的读写和报告服务。通过有缓冲报告控制块，可以实现遥缓冲报告控制块，可以实现遥信和开入的变化上送、周期上信和开入的变化上送、周期上送、总召、事件缓存。由于采送、总召、事件缓存。由于采用了多可视的实现方案，使得用了多可视的实现方案，使得事件可以同时送到多个后台。事件可以同

15、时送到多个后台。 此外，单可视方式是可选此外，单可视方式是可选的的。 MMSMMS实现：信号上送实现：信号上送IEC61850简介MMSMMS实现：测量上送实现：测量上送遥测、保护测量类数据的遥测、保护测量类数据的上送功能通过上送功能通过URCBURCB（无缓冲报（无缓冲报告控制块）来实现，映射到告控制块）来实现，映射到MMSMMS的读写的读写和报告服务。通过无缓和报告服务。通过无缓冲报告控制块，可以实现遥测冲报告控制块，可以实现遥测的变化上送、周期上送、总召的变化上送、周期上送、总召。由于采用了多可视的实现方。由于采用了多可视的实现方案，使得事件可以同时送到多案，使得事件可以同时送到多个后台

16、。个后台。 此外，单可视方式是可选此外，单可视方式是可选的。的。 IEC61850简介MMSMMS实现：定值实现：定值定值功能通过定制控定值功能通过定制控制块（制块（SGCBSGCB）来实现，映）来实现，映射到射到MMSMMS的读写服务。通的读写服务。通过定制控制块，可以实现过定制控制块，可以实现选择定值区进行召唤、修选择定值区进行召唤、修改、定制区切换。改、定制区切换。 IEC61850简介MMSMMS实现：遥控实现：遥控 遥控、遥调等控制遥控、遥调等控制功能通过功能通过IEC61850IEC61850的控的控制相关数据结构实现，制相关数据结构实现，映射到映射到MMSMMS的读写和报告的读写

17、和报告服务。服务。 IEC61850 IEC61850提供提供多种控制类型，多种控制类型，PCSPCS系列系列装置实现了增强型装置实现了增强型SBOwSBOw功能和直控功能，支持功能和直控功能，支持检同期、检无压、闭锁检同期、检无压、闭锁逻辑检查等功能。逻辑检查等功能。 IEC61850简介MMSMMS实现：故障报告实现：故障报告 故障报告功能通过故障报告功能通过RDRERDRE逻辑节点实现，映射到逻辑节点实现，映射到MMSMMS的报的报告和文件操作服务。告和文件操作服务。 录波文件产生时，录波文件产生时，RDRERDRE下的下的RcdMadeRcdMade和和FltNumFltNum通过报告

18、通过报告上送到后台；后台以如下方式召唤故障报告：上送到后台；后台以如下方式召唤故障报告： IED IED名称名称_LD_LD名称名称_ _故障序号故障序号_ _* *.HDR.HDR（CFGCFG、DATDAT）。）。统一规范的故障报告采用统一规范的故障报告采用XMLXML格式存放在格式存放在HDRHDR文件中，文件中，内容如下：内容如下：IEC61850简介 IEC61850IEC61850标准定义了其中两种抽象模型标准定义了其中两种抽象模型 采样值传输采样值传输（SMVSMV）模型模型 通用变电站事件通用变电站事件（GOOSEGOOSE）模型模型 SMVSMV模型应用于模型应用于采样值传输

19、及相关服务采样值传输及相关服务，而，而GOOSEGOOSE模型则提供模型则提供了了变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制，可用于，可用于跳闸和故障录波启动等报文的传输。跳闸和故障录波启动等报文的传输。智能化的一次设备 电子式互感器通常由电子式互感器通常由传感模块传感模块和和合并单元合并单元两部分构成，两部分构成，传感模块又称远端模块传感模块又称远端模块, ,安装在高压一次侧，负责采集、调理安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。一次侧电压电流并转换成数字信号。 合并单元安装在二次侧，合并单元安装在二次侧，负责对各相远端模块传

20、来的信号做同步合并处理。负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。比较项目比较项目常规互感器常规互感器电子式互感器电子式互感器绝缘绝缘复杂复杂绝缘简单绝缘简单体积及重量体积及重量大、重大、重体积小、重量轻体积小、重量轻CTCT动态范围动态范围范围小、有磁饱和范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和范围宽、无磁饱和PTPT谐振谐振易产生铁磁谐振易产生铁磁谐振PTPT无谐振现象无谐振现象CTCT二次输出二次输出不能开路不能开路可以开路可以开路输出形式输出形式模拟量输出模拟量输出数字量输出数字量输出智能化的一次设备 有源电子式互感器 无源电子式互感器 按应用场合划分：按应用场合划分：GISGIS结构的电子

21、互感器、结构的电子互感器、AISAIS结构结构( (独立式独立式) )电子互感器、电子互感器、 直流用电子式互感器，按是直流用电子式互感器，按是否供电分如下两种：否供电分如下两种：智能化的一次设备OCT/OVT MUAISAISGISGIS远端模块和MU的连接合并单元合并单元：信号合并、数据同步、分配信号、供电合并单元：信号合并、数据同步、分配信号、供电智能化的一次设备 智能就地柜备视图及正视图 智能就地柜 智能智能就地就地柜柜功能强大，在传统的开关场的端子箱基础上，使功能强大，在传统的开关场的端子箱基础上，使用了新型温度控制，抗干扰技术、防潮，空气循环、防尘防用了新型温度控制，抗干扰技术、防

22、潮，空气循环、防尘防水、除湿汇控柜的设计水、除湿汇控柜的设计，温度温度/ /湿度的控制采用了温湿控制器湿度的控制采用了温湿控制器处理；采用均匀放置来实现防潮的处理；其独特的外形及布处理；采用均匀放置来实现防潮的处理；其独特的外形及布局完成空气循环、抗干扰等局完成空气循环、抗干扰等。 智能智能就地就地柜柜箱体外壳由双层不锈钢板组成：可以防止阳光直箱体外壳由双层不锈钢板组成：可以防止阳光直接辐射箱体内部；外层喷塑，增强对阳光的反射；双层结构接辐射箱体内部；外层喷塑，增强对阳光的反射；双层结构可以增加外壳的整体强度；夹层之间的空气，作为温度变化可以增加外壳的整体强度；夹层之间的空气，作为温度变化的缓

23、冲的缓冲。通风与对流设计通风与对流设计，防尘防水设计防尘防水设计， 除湿处理除湿处理，加热加热器的布局器的布局，强电磁干扰的处理，除了金属外壳双层设计，另强电磁干扰的处理，除了金属外壳双层设计，另接地铜牌接点选择、智能操作箱用二次电缆等及柜外壳等可接地铜牌接点选择、智能操作箱用二次电缆等及柜外壳等可靠接地靠接地。运行中的注意 数字化变电站站控层数字化变电站站控层/ /间隔层装置与传统变电站一致，符合传间隔层装置与传统变电站一致，符合传统变电站运行习惯，二次设备功能不变统变电站运行习惯，二次设备功能不变, ,菜单略有变化，通信菜单略有变化，通信网络与网络与GOOSEGOOSE网络分开。网络分开。

24、 数字化变电站的二次设备都具有数字化变电站的二次设备都具有6185061850通信功能，但由于其外通信功能，但由于其外部模拟采样、数字信号输入的方式仍然与常规变电站内二次部模拟采样、数字信号输入的方式仍然与常规变电站内二次设备一致，因此其逻辑功能保持不变，液晶菜单内容略有不设备一致，因此其逻辑功能保持不变，液晶菜单内容略有不同。同。 数字化变电站保护和测控装置的硬件有所不同，液晶菜单增数字化变电站保护和测控装置的硬件有所不同，液晶菜单增加了关于加了关于IEC61850IEC61850的设置内容。测控直接通过后台传送的模的设置内容。测控直接通过后台传送的模拟量为根据参数设置中一拟量为根据参数设置

25、中一/ /二次变比计算出的一次值后台获取二次变比计算出的一次值后台获取模拟量后，无需处理，可以直接显示。模拟量后，无需处理，可以直接显示。运行中的注意 数字化变电站的监控后台具有高级功能的使用，如顺控的操数字化变电站的监控后台具有高级功能的使用，如顺控的操作，智能告警，事故简报等，顺控的操作步骤同一体五防或作，智能告警，事故简报等，顺控的操作步骤同一体五防或独立五防的操作步骤一致。独立五防的操作步骤一致。 数字化变电站的电度表、故障录波器等采样输入用光纤从合数字化变电站的电度表、故障录波器等采样输入用光纤从合并单元接入，注意此类智能设备的报警。并单元接入，注意此类智能设备的报警。 数字化变电站

26、的数字化变电站的GOOSEGOOSE网络、网络、SMVSMV网络全部用光纤连接，当发网络全部用光纤连接，当发生生GOOSEGOOSE断链、保护断链、保护/ /测控测控/ /录波器等报出采样告警时的处理。录波器等报出采样告警时的处理。 数字化变电站的监控后台增加了数字化变电站的监控后台增加了GOOSEGOOSE状态图、间隔层联琐图，状态图、间隔层联琐图，顺控图等。顺控图等。运行中的注意 数字化变电站增加的故障录波器，其功能是录取数字化变电站增加的故障录波器，其功能是录取GOOSEGOOSE、SMVSMV，MMSMMS，远动调度的报文，供事故分析或试验用。，远动调度的报文，供事故分析或试验用。 数

27、字化变电站的分、合闸通过保护数字化变电站的分、合闸通过保护/ /测控来实现。故障录波器测控来实现。故障录波器的录波启动通过发的录波启动通过发GOOSEGOOSE报文来实现。报文来实现。 数字化变电站的定检、检修时要涉及到运行的间隔，在做好数字化变电站的定检、检修时要涉及到运行的间隔，在做好相关运行间隔的安全措施后开始工作，对于联跳的相关运行间隔的安全措施后开始工作，对于联跳的GOOSEGOOSE信号，信号，可以通过可以通过GOOSEGOOSE模拟软件、报文录波器、故障录波器来确认保模拟软件、报文录波器、故障录波器来确认保护、智能就地柜等的护、智能就地柜等的GOOSEGOOSE信号。信号。 数字

28、化变电站的合并单元、光数字化变电站的合并单元、光CT/PTCT/PT运行的告警等。运行的告警等。常见问题处理 数字化变电站的设备通信异常数字化变电站的设备通信异常 ：设备与监控后台通信中断：设备与监控后台通信中断 处理方法处理方法 ：先检查设备是否因设备异常（装置闭锁，其他异：先检查设备是否因设备异常（装置闭锁，其他异常告警）引起，通知厂家到现场。如果设备没有出现运行告常告警）引起，通知厂家到现场。如果设备没有出现运行告警、运行灯没有熄灭、告警灯没有亮，此时可以判断为设备警、运行灯没有熄灭、告警灯没有亮，此时可以判断为设备运行正常运行正常/ /通信发生异常。通信异常原因有许多，由于网络结通信发

29、生异常。通信异常原因有许多，由于网络结构引起的比例较大。可以通过构引起的比例较大。可以通过pingping命令，检查网线是否松动，命令，检查网线是否松动，交换机是否运行异常等基本操作检查网络是否正常。如通过交换机是否运行异常等基本操作检查网络是否正常。如通过这些基本操作无法查明问题，请尽快通知设备厂商到现场这些基本操作无法查明问题，请尽快通知设备厂商到现场 。常见问题处理 数字化变电站的设备插件的损坏，通常都是设备某些插件损数字化变电站的设备插件的损坏，通常都是设备某些插件损坏，处理方法：坏，处理方法： 设备会发出装置异常信号，例如：运行灯灭、设备会发出装置异常信号，例如：运行灯灭、告警灯亮、装置异常开入产生，此时监控后台告警栏会显示告警灯亮、装置异常开入产生，此时监控后台告警栏会显示装置异常信号。可以使