智能站实训（五）

制作人：贾涛智能变电站技术介绍(五)供用电技术专业国家级教学资源库标准化课程过程层技术主要内容智能变电站的主要结构1—

三层两网从结构上讲，智能变电站可分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络，即“三层两网”。间隔层设备跨两个网络。智能变电站过程层网络相当于常规变电站的二次电缆，各IED之间的信息通过报文交换，信息回路主要包括SV采样、GOOSE开入和开出。从功能实现上讲，智能变电站可分为过程层（含设备和网络）和站控层。过程层面向一次设备，站控层面向运行和继保人员。

智能变电站过程层特点过程层技术过程层设备可靠性要求：过程层信息的传输要求准确、可靠、快速。可分为两种：SV：周期性采样信号，要求保证传输的实时性和快速性。GOOSE：事件驱动的开入开出信号。实时性和可靠性要求高。智能变电站过程层特点过程层信息传输过程层技术合并单元定义（MU：mergingunit）：用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立单元。MU的必要性：电子式互感器的远端模块输出没有统一规定，各厂家使用的原理、介质系数、二次输出光信号含义不相同。因此，电子式互感器输出的光信号需要同步、系数转化等处理后，以统一的数据格式供二次设备使用。否则，电子式互感器无法与二次设备通信。合并单元是电子式互感器接口的重要组成部分。智能变电站过程层设备过程层技术MU的功能：采集多路电子式互感器的光数字信号，并组合成同一时间断面的电流电压数据，按照标准规定的统一的数据格式输出给过程层总线。智能变电站过程层设备过程层技术作用：信号合并、数据同步、数据输出、电压并列。通过SV光信号将电流、电压传给保护、测控等间隔层设备。61850标准：9-2智能站二次设备-合并单元

接电子式互感器：智能站二次设备-合并单元接常规互感器：SV数据输出GOOSE光口电流模拟量MU级联对时调试开出开入电源电压模拟量合并单元与互感器连接MU的采样同步：MU利用同步时钟同步电子式互感器的采样，同步可采用同步法或插值法，采样的同步误差不大于1us。A、同步法：由MU向电子互感器发送采样脉冲。B、插值法：电子互感器各自独立采样，并将采样的一次电流或电压数据以固定延时时间发送至MU，MU以同步时钟为基准插值。MU的采样频率：4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能质量）。

智能变电站过程层设备过程层技术远方模块远方模块远方模块MU远方模块远方模块远方模块MU合并单元脉冲进行数据同步远方模块独立进行数据同步过程层技术（一）网采方式依赖公共时钟秒冲，各合并单元需要有同步脉冲接入，并具备依据时钟输入信号给定的时间状态取得对应采样样本，即公共时钟采样同步法。网采方式通过交换机实现了数据共享，采样同步依赖于外部时钟，时钟丢失或异常（对同步源信号输出品质的依赖性）将影响保护正常运行。组网方式受交换机环节影响。（二）直采方式直采使用已知的延迟时间来推算采样样本，通过插值法实现同步。直采方式取消采样和跳闸回路的交换机有源环节，采样同步不依赖外部时钟。但往往光纤链路较为复杂（尤其是母线保护等跨间隔设备）。直采方式不方便采样原始数据的分析记录。保护装置采集方式

如果智能站MU中失去同步时钟，继电保护装置能否正常动作？智能变电站技术问题智能断路器的实现方式：智能断路器的实现方式有两种：一种是直接将智能控制模块内嵌在断路器中；另一种是将智能控制模块形成一个独立装置-----智能终端，安装在传统断路器附近。现阶段采用常规断路器+智能终端方案。智能终端的定义：smartterminal一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。智能变电站过程层设备过程层技术智能终端的作用：A、与一次设备的接口：采用电缆硬接线采集与断路器、隔离开关、地刀相关的开入信号。控制断路器、隔离开关、地刀的操作。B、与间隔层设备的接口：光纤将一次设备的开入信息通过光纤上送给间隔层保护、控制装置。并接收间隔层设备的控制命令。智能变电站过程层设备过程层技术●接收保护跳闸控制命令并跳闸●接收测控装置分/合闸控制命令并执行●上传开关刀闸位置信号●温湿度数据采集和上传●本体保护也能集成在智能操作箱中实现。智能终端220kV智能汇控柜220kV智能终端智能终端虚端子的概念传统变电站保护、测控装置设置开入、开出及交流输入端子排，通过从端子到端子的电缆连接方式来实现保护装置与一、二次设备间的配合。GOOSE、SV输入输出信号为网络上传递的变量，与传统屏柜的端子存在着对应的关系，为了便于形象的理解和应用GOOSE、SV信号，将这些信号称为虚端子。装置虚端子源于装置的ICD文件，包括虚开入、虚开出及SV输入等。虚端子虚端子的作用明确智能站内的装置之间的连接关系（开入、开出、模拟量）。系统SCD配置连接线关系。产生GOOSE和SV需要的文本信息。虚端子与传统微机保护装置相比,“检修压板”的作用发生了很大的变化.在传统微机保护装置中,“检修压板”只负责屏蔽后台软信号,当投入该压板时,后台屏蔽该装置SOE报文.该压板投入时并不影响保护动作逻辑.而在智能化变电站里,“检修压板”的功能上升到非常重要的位置,投入与否直接关系到保护动作逻辑的正确性.智能变电站检修压板当智能化设备(合并单元,智能终端,保护装置)的“检修压板”投入后,该装置发出的所有SV及GOOSE报文的品质中的TEST位置为“TRUE”以下为IEC61850-7-3:2003/DL/T860.73-2004中的解释:6.2.5测试test

测试是附加的标识符,它可用于标记一个值为正在测试的值,不能用于运行目的.在客户中测试品质的处理是当地的事情.在品质描述词中这个比特完全和其他比特无关.

测试标识符通常由所有分层的各个层次传送.检修压板该压板的设置,本意是为了解决检修人员在对一次或二次设备检修时,对被检修设备进行隔离.防止被检修设备的影响运行设备.假设:检修人员在进行5011,5012,以及线路A的定检,5013带线路B运行.此时检修人员只需要投入5012断路器保护的”检修压板”,则5012的”失灵联跳5013”GOOSE报文不会被5013智能终端执行.因为5013的智能终端”检修压板”未投,在收到TEST品质位为1的报文时,不会执行.检修压板但实际运行中,情况相当复杂,”检修压板”的负面作用,远大于它带来的好处.下面就三类检修压板分别阐述:合并单元(SV)检修压板智能终端(GOOSE)检修压板保护装置(GOOSE)检修压板检修压板按照61850规范里的解释,如果收到的报文TEST为1,则不对该报文进行处理,但实际上不处理是不可能的.假设:某变电站I母母差保护运行正常,大差电流为0如果运行人员不小心,将I母的边断路器5011(此时有电流0.08A)合并单元检修压板投入,那么母差保护直接出现0.08A的大差电流,保护直接动作出口,联跳I母所有断路器.很显然,这种情况是不允许出现的.合并单元(SV)检修压板为了防止上述情况的发生,目前所有的保护厂家,生产的智能化保护装置里,都存在当SV检修压板误投时,闭锁保护的逻辑:当电流SV检修压板误投入时,闭锁所有与该路电流有关的保护;当电压SV检修压板误投入时,视保护类型,或闭锁所有电压类保护,或退出方向,或解除复压;同时保护装置报出“XXXX电流检修不一致”报文,点亮“异常”,“告警”,“闭锁”灯.合并单元(SV)检修压板所以,当某只CT(PT)检修时,不能直接投入该CT(PT)合并单元对应的”检修压板”.即使该CT(PT)合并单元上送的模拟量为0.必须将与该CT(PT)有关的所有保护装置的对应“SV接收”软压板全部退出后,才能投入该合并单元单元的“检修压板”合并单元(SV)检修压板例如:5011,5012断路器带线路A运行,此时5011断路器CT合并单元需要检修首先需要在线路A的两套线路保护装置中,退出”5011电流接收”压板,其次在I母两套母差保护装置中,退出”5011电流接收”压板,才能投入5011”检修压板”.即使5011电流为0,也不能直接投入”检修压板”,否则直接闭锁线路和母差保护.合并单元(SV)检修压板当断路器需要检修时,投入对应智能终端的”检修压板”,此时,该断路器不再执行收到的任何未置检修的保护的动作命令,这很好的实现了”检修压板”的设计初衷.问题在于,智能终端上送的跳位信息GOOSE报文被置了检修,可能会影响3/2线路保护的跳位判断,继而影响保护动作逻辑.智能终端(GOOSE)检修压板目前,由于规范的缺失,各个线路保护厂家对智能终端检修状态的判断不一.在PSL603,PCS931线路保护中,需按实际情况投入”边开关检修”或”中开关检修”软压板,保护装置才能认为该开关一直在跳位.不再判断实际位置.在WXH-803B/G线路保护中,退出了”边SV接收”或”中SV接收”软压板,装置自动判断对应开关在跳位.不再判断实际位置.在PRS-753-D线路保护中,一旦智能终端投入”检修压板”,线路保护即认为对应开关在跳位,不再判断实际位置.智能终端(GOOSE)检修压板可以看到,当断路器检修时,不能仅投入对应智能终端的“检修压板”,以此达到隔离该断路器的目的,仍需要在对应线路保护中退出压板,否则可能影响线路保护的动作逻辑,发生错误跳闸.智能终端(GOOSE)检修压板影响范围最小的检修压板.不会影响与其有关的正在运行中的保护的动作逻辑.当该套保护退出时,可以投入该压板.多用于保护定检,配合已经置检修的合并单元与智能终端的试验(采样精度,出口传动等).保护装置检修压板交换机的定义：一种有源的网络元件。交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。交换机为有源元件，降低了保护的可靠性。过程层交换机的管理智能变电站过程层交换机要与继电保护同等对待。将交换机的VLAN及所属端口、多播地址端口列表、优先级描述等配置作为定值管理。

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