智能站實訓(xùn)（五）

制作人：賈濤智能變電站技術(shù)介紹(五)供用電技術(shù)專業(yè)國家級教學(xué)資源庫標(biāo)準(zhǔn)化課程過程層技術(shù)主要內(nèi)容智能變電站的主要結(jié)構(gòu)1—

三層兩網(wǎng)從結(jié)構(gòu)上講，智能變電站可分為站控層設(shè)備、間隔層設(shè)備、過程層設(shè)備、站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，即“三層兩網(wǎng)”。間隔層設(shè)備跨兩個網(wǎng)絡(luò)。智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于常規(guī)變電站的二次電纜，各IED之間的信息通過報文交換，信息回路主要包括SV采樣、GOOSE開入和開出。從功能實現(xiàn)上講，智能變電站可分為過程層（含設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)）和站控層。過程層面向一次設(shè)備，站控層面向運行和繼保人員。

智能變電站過程層特點過程層技術(shù)過程層設(shè)備可靠性要求：過程層信息的傳輸要求準(zhǔn)確、可靠、快速?？煞譃閮煞N：SV：周期性采樣信號，要求保證傳輸?shù)膶崟r性和快速性。GOOSE：事件驅(qū)動的開入開出信號。實時性和可靠性要求高。智能變電站過程層特點過程層信息傳輸過程層技術(shù)合并單元定義（MU：mergingunit）：用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進行時間相關(guān)組合的物理單元。合并單元可是互感器的一個組成件，也可是一個分立單元。MU的必要性：電子式互感器的遠端模塊輸出沒有統(tǒng)一規(guī)定，各廠家使用的原理、介質(zhì)系數(shù)、二次輸出光信號含義不相同。因此，電子式互感器輸出的光信號需要同步、系數(shù)轉(zhuǎn)化等處理后，以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式供二次設(shè)備使用。否則，電子式互感器無法與二次設(shè)備通信。合并單元是電子式互感器接口的重要組成部分。智能變電站過程層設(shè)備過程層技術(shù)MU的功能：采集多路電子式互感器的光數(shù)字信號，并組合成同一時間斷面的電流電壓數(shù)據(jù)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式輸出給過程層總線。智能變電站過程層設(shè)備過程層技術(shù)作用：信號合并、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)輸出、電壓并列。通過SV光信號將電流、電壓傳給保護、測控等間隔層設(shè)備。61850標(biāo)準(zhǔn)：9-2智能站二次設(shè)備-合并單元

接電子式互感器：智能站二次設(shè)備-合并單元接常規(guī)互感器：SV數(shù)據(jù)輸出GOOSE光口電流模擬量MU級聯(lián)對時調(diào)試開出開入電源電壓模擬量合并單元與互感器連接MU的采樣同步：MU利用同步時鐘同步電子式互感器的采樣，同步可采用同步法或插值法，采樣的同步誤差不大于1us。A、同步法：由MU向電子互感器發(fā)送采樣脈沖。B、插值法：電子互感器各自獨立采樣，并將采樣的一次電流或電壓數(shù)據(jù)以固定延時時間發(fā)送至MU，MU以同步時鐘為基準(zhǔn)插值。MU的采樣頻率：4000Hz（80點：保護、測量）或12800Hz（256點：電能質(zhì)量）。

智能變電站過程層設(shè)備過程層技術(shù)遠方模塊遠方模塊遠方模塊MU遠方模塊遠方模塊遠方模塊MU合并單元脈沖進行數(shù)據(jù)同步遠方模塊獨立進行數(shù)據(jù)同步過程層技術(shù)（一）網(wǎng)采方式依賴公共時鐘秒沖，各合并單元需要有同步脈沖接入，并具備依據(jù)時鐘輸入信號給定的時間狀態(tài)取得對應(yīng)采樣樣本，即公共時鐘采樣同步法。網(wǎng)采方式通過交換機實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，采樣同步依賴于外部時鐘，時鐘丟失或異常（對同步源信號輸出品質(zhì)的依賴性）將影響保護正常運行。組網(wǎng)方式受交換機環(huán)節(jié)影響。（二）直采方式直采使用已知的延遲時間來推算采樣樣本，通過插值法實現(xiàn)同步。直采方式取消采樣和跳閘回路的交換機有源環(huán)節(jié)，采樣同步不依賴外部時鐘。但往往光纖鏈路較為復(fù)雜（尤其是母線保護等跨間隔設(shè)備）。直采方式不方便采樣原始數(shù)據(jù)的分析記錄。保護裝置采集方式

如果智能站MU中失去同步時鐘，繼電保護裝置能否正常動作？智能變電站技術(shù)問題智能斷路器的實現(xiàn)方式：智能斷路器的實現(xiàn)方式有兩種：一種是直接將智能控制模塊內(nèi)嵌在斷路器中；另一種是將智能控制模塊形成一個獨立裝置-----智能終端，安裝在傳統(tǒng)斷路器附近?，F(xiàn)階段采用常規(guī)斷路器+智能終端方案。智能終端的定義：smartterminal一種智能組件。與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護、測控等二次設(shè)備采用光纖連接，實現(xiàn)對一次設(shè)備（如：斷路器、刀閘、主變壓器等）的測量、控制等功能。智能變電站過程層設(shè)備過程層技術(shù)智能終端的作用：A、與一次設(shè)備的接口：采用電纜硬接線采集與斷路器、隔離開關(guān)、地刀相關(guān)的開入信號?？刂茢嗦菲?、隔離開關(guān)、地刀的操作。B、與間隔層設(shè)備的接口：光纖將一次設(shè)備的開入信息通過光纖上送給間隔層保護、控制裝置。并接收間隔層設(shè)備的控制命令。智能變電站過程層設(shè)備過程層技術(shù)●接收保護跳閘控制命令并跳閘●接收測控裝置分/合閘控制命令并執(zhí)行●上傳開關(guān)刀閘位置信號●溫濕度數(shù)據(jù)采集和上傳●本體保護也能集成在智能操作箱中實現(xiàn)。智能終端220kV智能匯控柜220kV智能終端智能終端虛端子的概念傳統(tǒng)變電站保護、測控裝置設(shè)置開入、開出及交流輸入端子排，通過從端子到端子的電纜連接方式來實現(xiàn)保護裝置與一、二次設(shè)備間的配合。GOOSE、SV輸入輸出信號為網(wǎng)絡(luò)上傳遞的變量，與傳統(tǒng)屏柜的端子存在著對應(yīng)的關(guān)系，為了便于形象的理解和應(yīng)用GOOSE、SV信號，將這些信號稱為虛端子。裝置虛端子源于裝置的ICD文件，包括虛開入、虛開出及SV輸入等。虛端子虛端子的作用明確智能站內(nèi)的裝置之間的連接關(guān)系（開入、開出、模擬量）。系統(tǒng)SCD配置連接線關(guān)系。產(chǎn)生GOOSE和SV需要的文本信息。虛端子與傳統(tǒng)微機保護裝置相比,“檢修壓板”的作用發(fā)生了很大的變化.在傳統(tǒng)微機保護裝置中,“檢修壓板”只負責(zé)屏蔽后臺軟信號,當(dāng)投入該壓板時,后臺屏蔽該裝置SOE報文.該壓板投入時并不影響保護動作邏輯.而在智能化變電站里,“檢修壓板”的功能上升到非常重要的位置,投入與否直接關(guān)系到保護動作邏輯的正確性.智能變電站檢修壓板當(dāng)智能化設(shè)備(合并單元,智能終端,保護裝置)的“檢修壓板”投入后,該裝置發(fā)出的所有SV及GOOSE報文的品質(zhì)中的TEST位置為“TRUE”以下為IEC61850-7-3:2003/DL/T860.73-2004中的解釋:6.2.5測試test

測試是附加的標(biāo)識符,它可用于標(biāo)記一個值為正在測試的值,不能用于運行目的.在客戶中測試品質(zhì)的處理是當(dāng)?shù)氐氖虑?在品質(zhì)描述詞中這個比特完全和其他比特?zé)o關(guān).

測試標(biāo)識符通常由所有分層的各個層次傳送.檢修壓板該壓板的設(shè)置,本意是為了解決檢修人員在對一次或二次設(shè)備檢修時,對被檢修設(shè)備進行隔離.防止被檢修設(shè)備的影響運行設(shè)備.假設(shè):檢修人員在進行5011,5012,以及線路A的定檢,5013帶線路B運行.此時檢修人員只需要投入5012斷路器保護的”檢修壓板”,則5012的”失靈聯(lián)跳5013”GOOSE報文不會被5013智能終端執(zhí)行.因為5013的智能終端”檢修壓板”未投,在收到TEST品質(zhì)位為1的報文時,不會執(zhí)行.檢修壓板但實際運行中,情況相當(dāng)復(fù)雜,”檢修壓板”的負面作用,遠大于它帶來的好處.下面就三類檢修壓板分別闡述:合并單元(SV)檢修壓板智能終端(GOOSE)檢修壓板保護裝置(GOOSE)檢修壓板檢修壓板按照61850規(guī)范里的解釋,如果收到的報文TEST為1,則不對該報文進行處理,但實際上不處理是不可能的.假設(shè):某變電站I母母差保護運行正常,大差電流為0如果運行人員不小心,將I母的邊斷路器5011(此時有電流0.08A)合并單元檢修壓板投入,那么母差保護直接出現(xiàn)0.08A的大差電流,保護直接動作出口,聯(lián)跳I母所有斷路器.很顯然,這種情況是不允許出現(xiàn)的.合并單元(SV)檢修壓板為了防止上述情況的發(fā)生,目前所有的保護廠家,生產(chǎn)的智能化保護裝置里,都存在當(dāng)SV檢修壓板誤投時,閉鎖保護的邏輯:當(dāng)電流SV檢修壓板誤投入時,閉鎖所有與該路電流有關(guān)的保護;當(dāng)電壓SV檢修壓板誤投入時,視保護類型,或閉鎖所有電壓類保護,或退出方向,或解除復(fù)壓;同時保護裝置報出“XXXX電流檢修不一致”報文,點亮“異?！?“告警”,“閉鎖”燈.合并單元(SV)檢修壓板所以,當(dāng)某只CT(PT)檢修時,不能直接投入該CT(PT)合并單元對應(yīng)的”檢修壓板”.即使該CT(PT)合并單元上送的模擬量為0.必須將與該CT(PT)有關(guān)的所有保護裝置的對應(yīng)“SV接收”軟壓板全部退出后,才能投入該合并單元單元的“檢修壓板”合并單元(SV)檢修壓板例如:5011,5012斷路器帶線路A運行,此時5011斷路器CT合并單元需要檢修首先需要在線路A的兩套線路保護裝置中,退出”5011電流接收”壓板,其次在I母兩套母差保護裝置中,退出”5011電流接收”壓板,才能投入5011”檢修壓板”.即使5011電流為0,也不能直接投入”檢修壓板”,否則直接閉鎖線路和母差保護.合并單元(SV)檢修壓板當(dāng)斷路器需要檢修時,投入對應(yīng)智能終端的”檢修壓板”,此時,該斷路器不再執(zhí)行收到的任何未置檢修的保護的動作命令,這很好的實現(xiàn)了”檢修壓板”的設(shè)計初衷.問題在于,智能終端上送的跳位信息GOOSE報文被置了檢修,可能會影響3/2線路保護的跳位判斷,繼而影響保護動作邏輯.智能終端(GOOSE)檢修壓板目前,由于規(guī)范的缺失,各個線路保護廠家對智能終端檢修狀態(tài)的判斷不一.在PSL603,PCS931線路保護中,需按實際情況投入”邊開關(guān)檢修”或”中開關(guān)檢修”軟壓板,保護裝置才能認為該開關(guān)一直在跳位.不再判斷實際位置.在WXH-803B/G線路保護中,退出了”邊SV接收”或”中SV接收”軟壓板,裝置自動判斷對應(yīng)開關(guān)在跳位.不再判斷實際位置.在PRS-753-D線路保護中,一旦智能終端投入”檢修壓板”,線路保護即認為對應(yīng)開關(guān)在跳位,不再判斷實際位置.智能終端(GOOSE)檢修壓板可以看到,當(dāng)斷路器檢修時,不能僅投入對應(yīng)智能終端的“檢修壓板”,以此達到隔離該斷路器的目的,仍需要在對應(yīng)線路保護中退出壓板,否則可能影響線路保護的動作邏輯,發(fā)生錯誤跳閘.智能終端(GOOSE)檢修壓板影響范圍最小的檢修壓板.不會影響與其有關(guān)的正在運行中的保護的動作邏輯.當(dāng)該套保護退出時,可以投入該壓板.多用于保護定檢,配合已經(jīng)置檢修的合并單元與智能終端的試驗(采樣精度,出口傳動等).保護裝置檢修壓板交換機的定義：一種有源的網(wǎng)絡(luò)元件。交換機連接兩個或多個子網(wǎng)，子網(wǎng)本身可由數(shù)個網(wǎng)段通過轉(zhuǎn)發(fā)器連接而成。交換機為有源元件，降低了保護的可靠性。過程層交換機的管理智能變電站過程層交換機要與繼電保護同等對待。將交換機的VLAN及所屬端口、多播地址端口列表、優(yōu)先級描述等配置作為定值管理。

智能變電站過程層