數(shù)字化變電站的知識介紹-南瑞繼保

1、數(shù)字化變電站的知識(zh shi)介紹共四十七頁數(shù)字化站與常規(guī)(chnggu)站的區(qū)別站控層網(wǎng)絡(luò)層間隔(jin g)層共四十七頁數(shù)字化站與常規(guī)(chnggu)站的區(qū)別常規(guī)站：二次結(jié)構(gòu)分為站控層、間隔層；數(shù)字化變電站分為過程層、間隔層、站控層。常規(guī)站是站控層包括監(jiān)控后臺（嵌入五防系統(tǒng)） 、工程師站、保護(hù)信息子站、運動設(shè)備，獨立(dl)五防它們之間的規(guī)約是傳統(tǒng)的通訊規(guī)約；數(shù)字化變電站是站控層設(shè)備同常規(guī)站，但是規(guī)約是IEC61850規(guī)約。常規(guī)站是監(jiān)控雙網(wǎng)配置，網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)；數(shù)字化變電站 是監(jiān)控雙網(wǎng)傳輸保護(hù)信息、測控采樣信息、聯(lián)閉鎖GOOSE信息、順控信息等，GOOSE雙網(wǎng)配置，都使用IEC618

2、50標(biāo)準(zhǔn)。共四十七頁數(shù)字化站與常規(guī)(chnggu)站的區(qū)別常規(guī)站是開關(guān)、刀閘、互感器、電抗器等不具備61850標(biāo)準(zhǔn)， 互感器與測控裝置、保護(hù)裝置仍然采用傳統(tǒng)電纜連接，開關(guān)、刀閘、變壓器與測控裝置、保護(hù)裝置、操作箱仍然采用傳統(tǒng)電纜連接；數(shù)字化變電站電子式互感器、智能化開關(guān)外，其他一次設(shè)備均采用傳統(tǒng)設(shè)備，電子式互感器(傳感模塊(m kui)+合并單元)，智能化開關(guān) ，通過光纖連接。常規(guī)站是GPS設(shè)備具備IRIG-B、差分、報文等的對時，保證全站的二次設(shè)備具有統(tǒng)一絕對時間，對時網(wǎng)絡(luò)是通過級連的方式實現(xiàn)；數(shù)字化變電站GPS設(shè)備具備IRIG-B ，還有SNTP對時方式，IEEE1588，同時有GPS及北

3、斗系統(tǒng)互為備用，保證對時的精度。對時網(wǎng)絡(luò)是IRIG-B對時單獨組網(wǎng)，主控室與各小室間采用光纖，SNTP對時網(wǎng)絡(luò)可使用監(jiān)控雙網(wǎng)或保護(hù)信息網(wǎng)。共四十七頁數(shù)字化站與常規(guī)(chnggu)站的區(qū)別常規(guī)站的智能設(shè)備（電表、直流屏、交流屏等）通過通訊管理轉(zhuǎn)接設(shè)備IEC103規(guī)約，與監(jiān)控、遠(yuǎn)動通訊；數(shù)字化站通過管理通訊管理機(jī)轉(zhuǎn)成IEC61850，或具備IEC61850直接通訊。常規(guī)站的保護(hù)軟壓板符合傳統(tǒng)保護(hù)裝置軟壓板功能，可以通過裝置菜單就地投/退，通過監(jiān)控后臺、保護(hù)信息系統(tǒng)、調(diào)度（遠(yuǎn)動）來投退，硬壓板通過電纜連接開入/跳閘(tio zh)回路中；數(shù)字化變電站軟壓板同常規(guī)站，但功能硬壓板已取消，只保留檢修壓板

4、。同時出口硬壓板也移到就地智能操作箱側(cè)。測控、保護(hù)裝置通過GOOSE發(fā)跳/合閘到智能操作箱，由智能操作箱實現(xiàn)開關(guān)的分/合。共四十七頁數(shù)字化站與常規(guī)(chnggu)站的區(qū)別常規(guī)(chnggu)站保護(hù)數(shù)字化站保護(hù)共四十七頁數(shù)字化變電站是指變電站自動化系統(tǒng)采用IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)，信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數(shù)字化。其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運行(ynxng)管理自動化。智能化一次設(shè)備:電子式互感器、智能化開關(guān)等。網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備:過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合部分，包括光電式互感器、合并單元、智能終端,間隔層是由保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波裝置以及其他智能

5、設(shè)備構(gòu)成、站控層包括監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)動機(jī)、保護(hù)信息子站、維護(hù)工程師站等數(shù)字化變電站介紹(jisho)共四十七頁數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)(jigu)IEC61850-9-1/9-2共四十七頁電子(dinz)互感器和GOOSE的變電站 共四十七頁GOOSE的典型(dinxng)配置110kVGOOSE：共四十七頁GOOSE的典型(dinxng)配置I220kVGOOSE：共四十七頁數(shù)字化保護(hù)(boh)現(xiàn)狀常規(guī)站的電壓(diny)電流的輸入都是模擬量，開入、開出采用硬接點連接；數(shù)字化站有三種方式： 方式1：輸入的電壓、電流為模擬量，跳、合閘等狀態(tài)量采用OOSE傳遞； 方式2：輸入的電壓、電流為

6、數(shù)字量，開入、開出采用硬接點連接； 方式3：輸入的電壓、電流為數(shù)字量，跳、合閘等狀態(tài)量采用GOOSE傳遞。共四十七頁 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是迄今為止最為完善的變電站自動化標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850是一個網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。嵌入式硬件技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為IEC61850在電力系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(pngti)的變電站自動化系統(tǒng)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。 IEC61850規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言，使不同智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作成為可能。不僅規(guī)范保護(hù)測控裝置的模型和通信接口，而且還定義了電子式CT、

7、PT、智能化開關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口。IEC61850簡介(jin ji)共四十七頁IEC61850解決的主要問題：網(wǎng)絡(luò)通信；變電站內(nèi)信息共享和互操作；變電站的集成與工程(gngchng)實施IEC61850簡介(jin ji)共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)間隔層裝置與變電站監(jiān)控系統(tǒng)之間交換事件和狀態(tài)數(shù)據(jù)MMS間隔層裝置與遠(yuǎn)方(yunfng)保護(hù)交換數(shù)據(jù)私有規(guī)約，未來發(fā)展也可用以太網(wǎng)方式借用GOOSE或SMV間隔內(nèi)裝置間交換數(shù)據(jù)GOOSE過程層與間隔層交換采樣數(shù)據(jù)SMV過程層與間隔層交換控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)GOOSE共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)間隔層裝置與變電

8、站監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)之間交換控制數(shù)據(jù)MMS間隔間交換快速數(shù)據(jù)GOOSE變電站層間交換數(shù)據(jù)MMS變電站與控制中心交換數(shù)據(jù)不在標(biāo)準(zhǔn)范圍，也有用戶希望采用61850共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)遙信、開入等信號類數(shù)據(jù)的上送功能通過BRCB（有緩沖報告控制塊）來實現(xiàn)，映射到MMS的讀寫和報告服務(wù)(fw)。通過有緩沖報告控制塊，可以實現(xiàn)遙信和開入的變化上送、周期上送、總召、事件緩存。由于采用了多可視的實現(xiàn)方案，使得事件可以同時送到多個后臺。 此外，單可視方式是可選的。 MMS實現(xiàn)：信號上送共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)MMS實現(xiàn)(shxin)：測量上送遙測、保護(hù)測量

9、類數(shù)據(jù)的上送功能通過URCB（無緩沖報告控制塊）來實現(xiàn)，映射到MMS的讀寫和報告服務(wù)。通過無緩沖報告控制塊，可以實現(xiàn)遙測的變化上送、周期上送、總召。由于采用了多可視的實現(xiàn)方案，使得事件可以同時送到多個后臺。 此外，單可視方式是可選的。 共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)MMS實現(xiàn)(shxin)：定值定值功能通過定制控制塊（SGCB）來實現(xiàn)，映射到MMS的讀寫服務(wù)。通過定制控制塊，可以實現(xiàn)選擇定值區(qū)進(jìn)行召喚、修改、定制區(qū)切換。 共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)MMS實現(xiàn)(shxin)：遙控 遙控、遙調(diào)等控制功能通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，映射到MMS的讀

10、寫和報告服務(wù)。 IEC61850提供多種控制類型，PCS系列裝置實現(xiàn)了增強(qiáng)型SBOw功能和直控功能，支持檢同期、檢無壓、閉鎖邏輯檢查等功能。 共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)MMS實現(xiàn)：故障(gzhng)報告 故障報告功能通過RDRE邏輯節(jié)點實現(xiàn)，映射到MMS的報告和文件操作服務(wù)。 錄波文件產(chǎn)生時，RDRE下的RcdMade和FltNum通過報告上送到后臺；后臺以如下方式召喚故障報告： IED名稱_LD名稱_故障序號_*.HDR（CFG、DAT）。統(tǒng)一規(guī)范的故障報告采用XML格式存放在HDR文件中，內(nèi)容如下：共四十七頁IEC61850簡介(jin ji)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義了

11、其中兩種抽象模型 采樣值傳輸（SMV）模型 通用變電站事件（GOOSE）模型SMV模型應(yīng)用于采樣值傳輸及相關(guān)服務(wù)，而GOOSE模型則提供了變電站事件（如命令、告警等）快速傳輸?shù)臋C(jī)制，可用于跳閘和故障(gzhng)錄波啟動等報文的傳輸。共四十七頁智能化的一次設(shè)備(shbi) 電子式互感器通常由傳感模塊和合并單元兩部分構(gòu)成，傳感模塊又稱遠(yuǎn)端模塊,安裝在高壓一次側(cè)，負(fù)責(zé)采集、調(diào)理一次側(cè)電壓電流(dinli)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 合并單元安裝在二次側(cè)，負(fù)責(zé)對各相遠(yuǎn)端模塊傳來的信號做同步合并處理。比較項目常規(guī)互感器電子式互感器絕緣復(fù)雜絕緣簡單體積及重量大、重體積小、重量輕CT動態(tài)范圍范圍小、有磁飽和范圍寬

12、、無磁飽和PT諧振易產(chǎn)生鐵磁諧振PT無諧振現(xiàn)象CT二次輸出不能開路可以開路輸出形式模擬量輸出數(shù)字量輸出共四十七頁智能化的一次設(shè)備(shbi) 有源電子式互感器 無源(w yun)電子式互感器 按應(yīng)用場合劃分：GIS結(jié)構(gòu)的電子互感器、AIS結(jié)構(gòu)(獨立式)電子互感器、 直流用電子式互感器，按是否供電分如下兩種：共四十七頁智能化的一次設(shè)備(shbi)OCT/OVT MUAISGIS共四十七頁遠(yuǎn)端模塊(m kui)和MU的連接共四十七頁合并(hbng)單元合并單元：信號合并、數(shù)據(jù)(shj)同步、分配信號、供電共四十七頁智能化的一次設(shè)備(shbi) 智能(zh nn)就地柜備視圖及正視圖 共四十七頁智能

13、(zh nn)就地柜智能就地柜功能強(qiáng)大，在傳統(tǒng)的開關(guān)場的端子箱基礎(chǔ)上，使用了新型溫度控制，抗干擾技術(shù)、防潮，空氣循環(huán)、防塵防水、除濕匯控柜的設(shè)計(shj)，溫度/濕度的控制采用了溫濕控制器處理；采用均勻放置來實現(xiàn)防潮的處理；其獨特的外形及布局完成空氣循環(huán)、抗干擾等。智能就地柜箱體外殼由雙層不銹鋼板組成：可以防止陽光直接輻射箱體內(nèi)部；外層噴塑，增強(qiáng)對陽光的反射；雙層結(jié)構(gòu)可以增加外殼的整體強(qiáng)度；夾層之間的空氣，作為溫度變化的緩沖。通風(fēng)與對流設(shè)計，防塵防水設(shè)計， 除濕處理，加熱器的布局，強(qiáng)電磁干擾的處理，除了金屬外殼雙層設(shè)計，另接地銅牌接點選擇、智能操作箱用二次電纜等及柜外殼等可靠接地。共四十七頁運

14、行(ynxng)中的注意數(shù)字化變電站站控層/間隔層裝置與傳統(tǒng)變電站一致，符合傳統(tǒng)變電站運行習(xí)慣，二次設(shè)備功能不變,菜單略有變化，通信網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)分開。數(shù)字化變電站的二次設(shè)備都具有61850通信功能，但由于其外部模擬采樣、數(shù)字信號輸入的方式仍然與常規(guī)變電站內(nèi)二次設(shè)備一致，因此其邏輯(lu j)功能保持不變，液晶菜單內(nèi)容略有不同。數(shù)字化變電站保護(hù)和測控裝置的硬件有所不同，液晶菜單增加了關(guān)于IEC61850的設(shè)置內(nèi)容。測控直接通過后臺傳送的模擬量為根據(jù)參數(shù)設(shè)置中一/二次變比計算出的一次值后臺獲取模擬量后，無需處理，可以直接顯示。共四十七頁運行(ynxng)中的注意數(shù)字化變電站的監(jiān)控后臺具有高

15、級功能的使用(shyng)，如順控的操作，智能告警，事故簡報等，順控的操作步驟同一體五防或獨立五防的操作步驟一致。數(shù)字化變電站的電度表、故障錄波器等采樣輸入用光纖從合并單元接入，注意此類智能設(shè)備的報警。數(shù)字化變電站的GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SMV網(wǎng)絡(luò)全部用光纖連接，當(dāng)發(fā)生GOOSE斷鏈、保護(hù)/測控/錄波器等報出采樣告警時的處理。數(shù)字化變電站的監(jiān)控后臺增加了GOOSE狀態(tài)圖、間隔層聯(lián)瑣圖，順控圖等。共四十七頁運行(ynxng)中的注意數(shù)字化變電站增加的故障錄波器，其功能是錄取(lq)GOOSE、SMV，MMS，遠(yuǎn)動調(diào)度的報文，供事故分析或試驗用。數(shù)字化變電站的分、合閘通過保護(hù)/測控來實現(xiàn)。故障錄波器的錄

16、波啟動通過發(fā)GOOSE報文來實現(xiàn)。數(shù)字化變電站的定檢、檢修時要涉及到運行的間隔，在做好相關(guān)運行間隔的安全措施后開始工作，對于聯(lián)跳的GOOSE信號，可以通過GOOSE模擬軟件、報文錄波器、故障錄波器來確認(rèn)保護(hù)、智能就地柜等的GOOSE信號。數(shù)字化變電站的合并單元、光CT/PT運行的告警等。共四十七頁常見問題處理(chl)數(shù)字化變電站的設(shè)備(shbi)通信異常 ：設(shè)備(shbi)與監(jiān)控后臺通信中斷 處理方法 ：先檢查設(shè)備是否因設(shè)備異常（裝置閉鎖，其他異常告警）引起，通知廠家到現(xiàn)場。如果設(shè)備沒有出現(xiàn)運行告警、運行燈沒有熄滅、告警燈沒有亮，此時可以判斷為設(shè)備運行正常/通信發(fā)生異常。通信異常原因有許多，

17、由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引起的比例較大?？梢酝ㄟ^ping命令，檢查網(wǎng)線是否松動，交換機(jī)是否運行異常等基本操作檢查網(wǎng)絡(luò)是否正常。如通過這些基本操作無法查明問題，請盡快通知設(shè)備廠商到現(xiàn)場 。共四十七頁常見問題處理(chl)數(shù)字化變電站的設(shè)備插件的損壞，通常都是設(shè)備某些插件損壞，處理方法： 設(shè)備會發(fā)出裝置異常信號，例如：運行燈滅、告警燈亮、裝置異常開入產(chǎn)生，此時監(jiān)控后臺告警欄會顯示裝置異常信號?？梢允褂脗溆迷O(shè)備進(jìn)行替換，盡快通知設(shè)備制造商到現(xiàn)場。數(shù)字化變電站的后臺監(jiān)控收到保護(hù)等信號，但調(diào)度收不到，處理方法：檢查調(diào)度的IEC61850的配置、調(diào)度信息(xnx)表、調(diào)度通道等數(shù)字化變電站的光纖接口的問題：光纖接錯或

18、光損耗大數(shù)字化變電站的配置問題：ICD,CID,GOOSE共四十七頁常見問題處理(chl)數(shù)字化變電站GOOSE傳輸機(jī)制的問題：不同(b tn)廠家數(shù)字化變電站維護(hù)中的問題：測試光損，通訊中斷，數(shù)字化變電站定檢時的應(yīng)用問題：使用GOOSE模擬軟件，數(shù)字化變電站關(guān)于檢修的問題：GOOSE報文數(shù)字化變電站光纖的問題：光纖接錯或光損耗大，熔接問題數(shù)字化變電站光纖接口的問題：ST、SC、LC、FC數(shù)字化變電站光纖及網(wǎng)絡(luò)線的標(biāo)示：光纖芯及備用芯共四十七頁現(xiàn)場(xinchng)實例圖片PT測控(c kn)背視圖共四十七頁現(xiàn)場實例(shl)圖片合并單元(dnyun)背視圖共四十七頁現(xiàn)場(xinchng)實例圖片線路保護(hù)測控