1、智能變電站體系結(jié)構(gòu)介紹調(diào)試所調(diào)試所 高級(jí)工程師高級(jí)工程師 王天鍔王天鍔提綱智能變電站的層結(jié)構(gòu)智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)智能變電站二次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變電站信息數(shù)字化變電站信息數(shù)字化變電站信息數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)信息交換系統(tǒng)二次系統(tǒng)是一次系統(tǒng)的鏡像收集一次設(shè)備信息根據(jù)負(fù)荷對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制根據(jù)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出相應(yīng)的反應(yīng)變電站信息數(shù)字化常規(guī)變電站使用電量信息進(jìn)行信息交換，使用電纜作為信息傳輸載體變電站信息數(shù)字化電纜傳輸信息每根電纜芯傳輸一個(gè)信息量，因此二次安裝工作量大變電站信息數(shù)字化所有信息都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，可靠性很高但結(jié)構(gòu)臃腫復(fù)雜變電站信息數(shù)字化每根電纜芯線都承受一定的電壓或電流，

2、都存在絕緣問題的可能，都存在被外界磁場(chǎng)干擾的可能性變電站二次系統(tǒng)接線復(fù)雜，點(diǎn)多面廣，運(yùn)行環(huán)境差，這些特點(diǎn)直接導(dǎo)致二次系統(tǒng)容易出現(xiàn)各種各樣的異常情況和故障變電站信息數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)信息完全數(shù)字化，信息傳輸媒介光纖化可從根本上解決上述問題（二次動(dòng)力電纜除外）信息數(shù)字化使變電站二次結(jié)構(gòu)更加清晰，設(shè)備功能更加專一，數(shù)據(jù)可以共享，安裝強(qiáng)度大大降低，目前的問題是設(shè)備質(zhì)量、光纜安裝的質(zhì)量、設(shè)計(jì)缺陷、參數(shù)配置等問題、運(yùn)維人員的技能等問題，但這些問題都是可以解決的問題，不是硬傷變電站信息數(shù)字化如何將變電站大量的信息數(shù)字化，并將這些信息在光纖中傳輸光纜電纜變電站信息數(shù)字化智能變電站二次系統(tǒng)的核心智能變電站二次

3、系統(tǒng)的核心iec61850確定了變電站的體系結(jié)構(gòu)統(tǒng)一規(guī)約變電站的配置文件確定電流電壓傳輸格式確定開入開出信息傳輸格式智能變電站的層結(jié)構(gòu)智能變電站的層結(jié)構(gòu)根據(jù)功能，將智能變電站分為三層結(jié)構(gòu)：根據(jù)功能，將智能變電站分為三層結(jié)構(gòu)： 站控層 間隔層 過程層智能變電站的層結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)變電站的二次體系結(jié)構(gòu)智能變電站的層結(jié)構(gòu)過程層包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流/電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能終端、合并單元以及在線監(jiān)測(cè)裝置。智能變電站的層結(jié)構(gòu)間隔層包括間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置、監(jiān)測(cè)功能組主ied 等二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠(yuǎn)方輸入/輸出、傳

4、感器和控制器通信智能變電站的層結(jié)構(gòu)站控層設(shè)備站控層設(shè)備站控層包括自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（scada）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測(cè)等基本功能，同時(shí)，具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸、接

5、收、共享的虛擬平臺(tái)，通過它把各個(gè)點(diǎn)、面、體的信息聯(lián)系到一起，從而實(shí)現(xiàn)這些資源的共享智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三層一網(wǎng)：三層一網(wǎng)即站控層/間隔層/過程層三網(wǎng)合一智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三層兩網(wǎng)是指三層設(shè)備兩層網(wǎng)絡(luò)，及過程層和站控層交換機(jī)獨(dú)立配置智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容過程層-間隔層網(wǎng)絡(luò)可以分為sv網(wǎng)goose網(wǎng)sv和goose共網(wǎng)sv 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)goose 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)sv 、goose 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)變電站二次結(jié)構(gòu)圖智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電智能變電智能變電站

6、二次系統(tǒng)智能變電站二次系統(tǒng)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站控層/間隔層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則：220kv及以上變電站站控層/間隔層網(wǎng)絡(luò)宜采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，110kv（66kv）變電站站控層/間隔層網(wǎng)絡(luò)宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則：雙重化配置的保護(hù)裝置應(yīng)分別接入各自goose 和 sv 網(wǎng)絡(luò)，單套配置的測(cè)控裝置等宜通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口控制器接入雙重化網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于相量測(cè)量裝置，電度表等僅需接入sv采樣值單網(wǎng)。通用原則間隔保護(hù)測(cè)控以及快速保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式直接采樣、直接跳閘?？玳g隔保護(hù)間通過goose網(wǎng)交換失靈及閉鎖等信息。goose網(wǎng)絡(luò)按電壓等級(jí)分別組網(wǎng)。測(cè)控，備自投裝置、低周減載裝置、故障錄波器及網(wǎng)絡(luò)分

7、析儀等通過合并單元點(diǎn)對(duì)點(diǎn)獲取采樣數(shù)據(jù)，通過goose網(wǎng)執(zhí)行保護(hù)跳閘及信息采集。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)220kv電壓等級(jí)：電壓等級(jí)：當(dāng)保護(hù)、測(cè)控裝置下放布置時(shí)，sv 報(bào)文宜統(tǒng)一采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，除保護(hù)跳閘外 goose 報(bào)文宜采用網(wǎng)絡(luò)方式。當(dāng)間隔層保護(hù)、測(cè)控裝置集中布置時(shí)，除保護(hù)裝置外 sv 報(bào)文， 除保護(hù)跳閘外 goose 報(bào)文宜統(tǒng)一采用網(wǎng)絡(luò)方式、共網(wǎng)傳輸（ sv 報(bào)文也可統(tǒng)一采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式）。 220kv 、110kv （66kv）宜按照電壓等級(jí)配置過程層網(wǎng)絡(luò)，除線變組或擴(kuò)大內(nèi)橋接線外各電壓等級(jí)需配置中心交換機(jī)用于同一電壓等級(jí)過程層跨間隔數(shù)據(jù)的匯總與通信。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主變不配置獨(dú)立過

8、程層網(wǎng)絡(luò)， 主變保護(hù)、 測(cè)控等裝置宜接入高、 中壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)，主變低壓側(cè)過程層 sv 報(bào)文、 goose 報(bào)文可接入中壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)。 變壓保護(hù)、 測(cè)控等裝置接入不同電壓等級(jí)的過程層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)采用相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口控制器。 主變不配置獨(dú)立過程層網(wǎng)絡(luò)， 主變保護(hù)、 測(cè)控等裝置宜接入高、 中壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)，主變低壓側(cè)過程層 sv 報(bào)文、 goose 報(bào)文可接入中壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)。 變壓保護(hù)、 測(cè)控等裝置接入不同電壓等級(jí)的過程層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)采用相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口控制器。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)110kv電壓等級(jí)：對(duì)于單母線或雙母線接線，當(dāng)間隔層保護(hù)、 測(cè)控裝置集中布置時(shí)，110kv 過程層宜設(shè)置單星形以

9、太網(wǎng)絡(luò)，goose及sv報(bào)文宜采用網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，goose網(wǎng)與sv 網(wǎng)共網(wǎng)設(shè)置；當(dāng)保護(hù)、測(cè)控裝置下放布置時(shí)，goose及sv均不組網(wǎng)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸。對(duì)于橋式接線、 線變組接線， 110kv goose 報(bào)文及 sv 報(bào)文宜采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸， 不宜組建過程層網(wǎng)絡(luò)。35kv 及以下電壓等級(jí)不配置獨(dú)立過程層網(wǎng)，goose 報(bào)文可利用站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸。 智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直采直跳模式直采直跳方案特點(diǎn)： 保護(hù)裝置以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式和mu通信，獲取交流采樣數(shù)據(jù)。 保護(hù)跳閘，保護(hù)開入量通過保護(hù)裝置和智能終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模式實(shí)現(xiàn)用于測(cè)控的信號(hào)、告警、位置等信息通過goose網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享。直采直跳方案優(yōu)點(diǎn)

10、： 裝置之間直接用光纖連接，連接更可靠。 交流采樣傳輸延時(shí)固定，交流采樣同步實(shí)現(xiàn)較容易。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式應(yīng)用工程較多，工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較豐富。直采直跳方案缺點(diǎn)： 裝置之間直接用光纖連接，連接更可靠。 系統(tǒng)可擴(kuò)展性較差，不符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向 裝置光纖接口較多，光纖連線復(fù)雜，維護(hù)不方便。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)采網(wǎng)跳模式網(wǎng)采網(wǎng)跳方案特點(diǎn)： 保護(hù)裝置以組網(wǎng)模式和mu通信，獲取交流采樣數(shù)據(jù)。 保護(hù)跳閘、開入量、信號(hào)、告警、位置等信息通過goose網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享。網(wǎng)采網(wǎng)跳方案優(yōu)點(diǎn)： 系統(tǒng)可擴(kuò)展性好，符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向。 與直采直跳相比，節(jié)省大量光纖連接與光纖接口，成本降低。網(wǎng)采網(wǎng)跳方案缺點(diǎn)： 交流采樣

11、同步依賴于外部時(shí)鐘，且交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)不固定，對(duì)網(wǎng)絡(luò)采樣的同步及實(shí)時(shí)性影響較大。 goose傳輸依賴于goose網(wǎng)， goose網(wǎng)傳輸延時(shí)不固定，對(duì)跳閘出口時(shí)間有一定影響。 目前光纖接口交換機(jī)成本較高，且交換機(jī)需留一定備用口，總體成本需綜合考慮。 保護(hù)交流采樣依賴于sv網(wǎng)，sv網(wǎng)現(xiàn)階段雙網(wǎng)模式還不成熟。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直采網(wǎng)跳模式直采網(wǎng)跳方案特點(diǎn)： 保護(hù)裝置以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式和mu通信，獲取交流采樣數(shù)據(jù)。 保護(hù)跳閘、開入量、信號(hào)、告警、位置等信息通過goose網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享直采網(wǎng)跳方案優(yōu)點(diǎn)： 與直采直跳相比，節(jié)省了保護(hù)與智能終端光纖連接與光纖接口，成本降低與網(wǎng)采網(wǎng)跳相比，保證了交流采樣的可

12、靠性，且采樣同步交易實(shí)現(xiàn)。直采網(wǎng)跳方案缺點(diǎn)： 交流采樣系統(tǒng)可擴(kuò)展性差，不符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向。 goose組網(wǎng)缺點(diǎn)同網(wǎng)采網(wǎng)跳，但可通過goose組雙網(wǎng)保證可靠性。智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)220kv組網(wǎng)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)110kv組網(wǎng)示意圖智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)母線保護(hù)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主變保護(hù)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)vlan問題智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)流量問題智能變電站二次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能變電運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)所有類似斷鏈、品質(zhì)異常的告警都是接收方報(bào)警，因此不要誤認(rèn)為是保護(hù)裝置出了故障學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，查看相關(guān)信息學(xué)會(huì)使用

13、數(shù)字式測(cè)試儀器排查問題熟悉保護(hù)裝置，特別是哪些故障會(huì)導(dǎo)致哪些結(jié)果保護(hù)回路sv故障嚴(yán)重性強(qiáng)于測(cè)控回路sv故障嚴(yán)重性，需要盡早處理相同裝置下sv故障嚴(yán)重性強(qiáng)于goose嚴(yán)重性智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)sv鏈路異常的處理sv是合并單元傳輸給間隔層設(shè)備的電流電壓的報(bào)文，sv鏈路異常會(huì)導(dǎo)致保護(hù)閉鎖，因此sv鏈路異常屬于緊急故障，如果長(zhǎng)時(shí)間sv鏈路異常，有可能導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)。如果是某個(gè)間隔的保護(hù)裝置出現(xiàn)了sv異常，而母差保護(hù)、測(cè)控裝置、計(jì)量裝置、網(wǎng)分、故障錄波等裝置沒有出現(xiàn)，則初步可以確定合并單元沒有出現(xiàn)死機(jī)會(huì)其他故障，故障點(diǎn)可能出現(xiàn)在該間隔的sv傳輸鏈路上包括合并單元的輸出光口、尾纖、光配架、光纜、

14、保護(hù)裝置的接收光口等，可以通過使用備用光芯來(lái)進(jìn)行故障排除如果與該間隔關(guān)聯(lián)的所有裝置都出現(xiàn)了sv鏈路異常的現(xiàn)象，則基本可以確定合并單元出現(xiàn)了死機(jī)會(huì)其他嚴(yán)重故障，必須馬上進(jìn)行處理，如果死機(jī)，可以通過重啟裝置，如果重啟裝置故障依然存在，則考慮退出間隔保護(hù)和母差保護(hù)智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)pt、ct品質(zhì)異常pt、ct品質(zhì)異常和sv鏈路異常或sv斷鏈屬于同等類型的故障，ct品質(zhì)異常會(huì)閉鎖與電流相關(guān)的保護(hù)，pt品質(zhì)異常會(huì)導(dǎo)致復(fù)壓開放pt、ct品質(zhì)異通常是由光口污染、光纖受損、光纜受損導(dǎo)致pt、ct品質(zhì)異?，F(xiàn)象不能長(zhǎng)時(shí)間消失，必須盡快找出原因，利用備用光口進(jìn)行排除如果是間隔保護(hù)報(bào)ct品質(zhì)異常，建議退出保護(hù)智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)檢修壓板投退問題在消缺時(shí)，不要隨意投退檢修壓板，最關(guān)鍵是要考慮對(duì)母差的影響，500kv則必須考慮檢修壓板對(duì)合電流的影響。pt合并單元的檢修壓板盡量不要或避免使用檢修壓板投入后一定記得要恢復(fù)智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng)sv接收壓板的投退sv接收壓板沒有投入保護(hù)裝置將不接收電流電壓母差保護(hù)忘記投運(yùn)行間隔的sv接收壓板，會(huì)導(dǎo)致差流，220kv母差保護(hù)不會(huì)動(dòng)作（為什么）！接收壓板投入后