數字化變電站學習總結

數字化變電站學習小結

數字化變電站的技術將引領未來變電站自動化系統(tǒng)技術的發(fā)展，其建成和運用具有劃時代的意義。經過老師上課的講解和對文獻的學習，我對“數字化變電站”有了比較深入的了解。

常規(guī)變電站中，來自不同信息采集單元的設備信息難以共享，規(guī)約的執(zhí)行不一致造成不同廠家設備不具有互操作性，由于互操作性差等原因導致系統(tǒng)可擴展性差，二次電纜影響系統(tǒng)的可靠性。相比之下，數字化變電站的優(yōu)點更為明顯，非常規(guī)互感器實現了數據采集數字化，變電站一、二次設備分為站控層、間隔層和過程層的系統(tǒng)分層具有很高的可靠性且減少了連接電纜的一些問題，組合電器使系統(tǒng)結構緊湊，IEC61850標準的出現使系統(tǒng)建模有統(tǒng)一標準標準從而實現設備互操作和變電站信息共享，智能斷路器等的應用使設備操作智能化，網絡通信技術的提高是數字化變電站技術應用的關鍵。

1數字化變電站的基本結構

變電站體系結構趨向于分層分布式，數字化變電站系統(tǒng)是由過程層（設備層）、間隔層和變電站層（站控層）三層組成。

1.過程層

過程層包括電子式互感器和智能開關設備等。過程層直接采集電力系統(tǒng)實時電氣量，檢測變壓器、斷路器、母線等運行設備的狀態(tài)，執(zhí)行上層控制指令。

2.間隔層

間隔層包括測控裝置、保護裝置、安全自動裝置、故障錄波器、電能計量裝置等設備。間隔層匯總本間隔過程層實時數據信息，對一次設備保護控制，高速完成與過程層及變電站層的網絡通信。

3.變電站層

變電站層包括主機、操作員站、五防工作站、遠動裝置等設備。變電站層匯總全站的實時數據，向調度中心傳送數據或接收調度中心的命令并轉間隔層和過程層執(zhí)行，進行站內人機聯(lián)系，能夠對間隔層和過程層設備在線維護、組態(tài)和修改參數，具有變電站內故障自動分析功能。

2數字化變電站的特點

2.1數字化變電站的主要特點

與傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)相比，數字化變電站的主要特點是實現了一次設備智能化，二次設備網絡化。

一次設備智能化：采用數字輸出的電子式互感器、智能開關等智能一次設備。電子式互感器不含鐵芯的結構消除了磁飽和，智能高壓電器實現了自動控制、自動檢測自身故障、自動調節(jié)與遠方控制中心的通信等，如：智能化組合電器實現了自動控制。一次設備的避雷器將泄漏電流、動作次數、絕緣污穢等信息送往測

量單元，還將避雷器對應的電壓互感器的電壓信號送至測量單元。

二次設備網絡化：通過合并單元采集非常規(guī)互感器的輸出信息，然后發(fā)送給保護測控設備；一二次設備用光纖傳輸信息；二次設備間用通信網絡交換信息。2.2數字化變電站的技術支撐1.非常規(guī)互感器

非常規(guī)互感器包括：①電子式電流/電壓互感器:目前普遍采用激光供電技術提供電源。②光電式電流/電壓互感器:采用光學測量原理，不需要給其提供電源。

傳統(tǒng)的電磁式互感器的絕緣結構隨著電壓等級的提高而越來越復雜，電磁式電流互感器的磁飽和現象影響繼電保護設備的判斷，并且電磁式互感器輸出的模擬量與數字化二次設備接口不便，電磁式電流互感器二次回路開路和電磁式電壓互感器二次回路短路會造成設備和人身傷害。常規(guī)互感器尤其是電流互感器二次側有多個繞組，不同的互感器二次繞組對應不同的保護和測控裝置，它們之間相互獨立，這樣會造成信息冗余。

電子式和光電式非常規(guī)互感器體積小、重量輕，安裝和運輸方便；絕緣結構簡化，造價比電磁式互感器低；不含鐵芯，不存在磁飽和問題，進而可以實現大范圍測量；利用光纜而不是電纜傳輸信號，實現了高低壓的完全隔離，不會因電壓互感器二次回路短路或電流互感器二次開路給設備和人身造成危害。與常規(guī)互感器造成的信息冗余相比，合并單元同步采集多路電子式互感器輸出的數字信號，然后發(fā)送給保護測控裝置。2.IEC61850標準

IEC61850標準解決了變電站自動化系統(tǒng)中不同廠家設備之間的互操作性問題，目的是實現電力系統(tǒng)從調度中心到變電站、變電站內、配電自動化的無縫自動化。

實際運行中不同廠家的設備的信息難以共享，互操作性差，IEC61850標準使工程應用時不同制造設備廠家智能電子設備之間可以互連互通。IEC61850標準中定義了面向通用對象的變電站事件GOOSE，GOOSE報文的傳輸服務不經過網絡層和傳輸層，直接從應用層到表示層，并且采用了交換式以太網，這就保證了報文傳輸的實時性和確保了信息傳輸的優(yōu)先級。但是，IEC61850標準中，邏輯節(jié)點對象模型和變電站配置描述對象模型是不完全兼容的，由此建立了IEC61850的統(tǒng)一建模語言UML模型。3.網絡通信技術

數字化變電站內的信息交互全部通過以太網實現，通信非確定性是以太網進入實時控制領域的主要障礙，交換式以太網允許不同用戶間進行傳送，保證了通信的確定性。在網絡負荷小于25%的情況下，對于變電站內不同層次不同方向的數據交換，以太網響應時間要比令牌總線網絡快得多。虛擬局域網VLAN使變電

站中控制網段和非控制網段可以從邏輯上劃分，而不依賴物理組網和設備的安裝位置，從而保證了控制網段的安全性。變電站的設備之間信息交換通過通信網絡完成，變電站在擴充功能和擴充規(guī)模時，只需在通信網絡上接入新增設備，無需改造或更換原有設備。4.智能斷路器技術

常規(guī)變電站中的斷路器和二次設備通過控制電纜實現傳輸斷路器位置等信號，形成了龐大的電纜群。

智能操作斷路器的數據采集模塊隨時把電網的數據以數字信號的形式提供給智能識別模塊，智能識別模塊根據這些信息判斷當前斷路器所處的工作狀態(tài)，自動選擇和調整操縱機構。智能斷路器除了完成目前保護系統(tǒng)的基本功能，還實現就地布置，并且可對斷路器狀態(tài)進行監(jiān)視。并且出現了智能斷路器的進一步發(fā)展組合電器GIS。

3數字化變電站的應用問題

目前我國已有數字化變電站投入運行，數字化變電站方案的可行性要結合工程應用來完善。在運行和維護中必須注意一些問題。

1.電子式互感器的可靠性：

電子式互感器作為過程層中的關鍵設備，其可靠性至關重要。電子式互感器包括電子式電流互感器和電子式電壓互感器。電子式電流互感器采用羅氏線圈等作為一次傳感器；電子式電壓互感器一般采用電容分壓或電阻分壓技術。利用激光供電技術對電子模塊供電，電子模塊處理信號，使用光纖傳輸信號。

影響電子式電流互感器測量精度的誤差主要來自于一次傳感器和一次轉換器。一次傳感器中傳感材料自身的可靠性是電子式電流互感器的主要問題，包括光磁材料的雙折射以及溫度、振動等影響因素。一次轉換器在數據轉換過程中，也容易引入新的誤差，降低設備測量精度。目前數字化變電站中主要選用電子式電壓互感器實現電壓量的采集與傳輸，其測量誤差主要由電阻或電容自身易隨溫度變化、高壓電極電暈放電以及與其周圍低電位物體間存在固有電場所產生的分布電容等因素引起。

2.合并單元對電子式互感器輸出的數字信號同步采集多路，當這些數字量出現異常時，可能導致合并單元報警，此時保護人員通常采用分段判斷法：首先檢查電子式互感器與合并單元連接的光纖；若故障不位于前段，再檢查合并單元和保護、測控裝置相連的光纖；若故障不位于后段，則是合并單元內部故障。但這樣必然導致一次設備停運，現場操作比較麻煩。為了避免以上情況，必須采取方法獲得引入合并單元的數字量和合并后的數字量。

3.數字化變電站用光纖傳輸數字量，而在現場運行維護中，對光線傳輸通道的誤碼率和傳輸時延等的測試和維護難度較大，必須采取相應措施。

4.每個廠家對于IEC61850標準的理解不盡一致，它們在產品研發(fā)上會有差異，這會影響裝置的統(tǒng)一配置。

5.合并單元的輸出量通過以太網發(fā)送給變電站二次保護設備，被傳輸的采樣值報文流經多個節(jié)點，可能會出現數據包丟包等問題，從而影響測量精度。

擴展閱讀：數字化變電站聯(lián)調總結

數字化變電站聯(lián)調總結

魏挺201*-09-15

提綱

一、了解數字化變電站的基本概念及實現方法，明確其與傳統(tǒng)變電站相比的優(yōu)勢。二、熟悉工程概況，根據訂貨記錄，確認設計輸出的實施方案能否滿足工程要求，并以

此核對計劃單及工程圖紙，統(tǒng)計缺料情況，并列出缺料清單，清單應詳細包括屏柜、

裝置、板件、貼膜、程序、附件，外購件等，同時進行問題分析和定位，協(xié)調責任部門整改。

三、熟悉新裝置、新平臺及相關附屬產品的原理及功能。

四、根據具體工程，從整站實現的角度出發(fā)，確定聯(lián)調方案。

五、根據實施方案及聯(lián)調方案確定組網方案，包括MMS網絡，SMV網絡及GOOSE網絡搭建，直采直跳網絡搭建，采樣同步及校時網絡搭建等。

六、利用數字化變電站的配置工具進行配置，包括利用SCD_ICD工具配置新平臺裝置的GOOSE，利用PRS7000工具配置新平臺裝置板件及合并單元，利用GOOSE配置工具配置GO裝置GOOSE，利用后臺監(jiān)控系統(tǒng)配置MMS網絡。七、自測。聯(lián)調方案所包含內容應全部實現。

內容

一、數字化變電站基本概念介紹1、什么是數字化變電站

◆數字化變電站是指變電站信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數字化，其基本特征為設備智能化、通信網絡化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運行管理自動化。2、與傳統(tǒng)的變電站相比基于IEC61850標準的數字化變電站具有以下顯著特征：◆IEC61850國際標準通信協(xié)議◆非常規(guī)電流/電壓互感器◆智能開關設備

◆光纜取代大量電纜

◆與傳統(tǒng)站相比較，差異主要體現在過程層的實現。傳統(tǒng)站與數字站結構圖：數字化變電站結構示意圖：

3、數字化變電站優(yōu)勢

共享統(tǒng)一的信息平臺

簡化信息傳輸通道

提高信號傳輸的可靠性

提升系統(tǒng)精度

避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題解決設備間的互操作問題

進一步提高自動化和管理水平減少變電站生命周期成本

4、數字化變電站建設宗旨

充分體現一次設備智能化和二次設備網絡化的設計理念，使變電站的整體設計、建

設、運行成本降低。

一次設備智能化主要體現在光電互感器和智能斷路器的應用，有效地減少變電站占地面積，和電磁式CT飽和問題。應用合并器解決數據采集設備重復投資問題。利用網絡替代二次電纜，有效解決二次電纜交直流串擾問題，并簡化了施工。系統(tǒng)結構分三層：變電站層、間隔層和過程層變電站層和間隔層以基于IEC61850標準的互聯(lián)互操作為重心，實現數據共享。過程層以可靠和穩(wěn)定為首要設原則。5、過程層內容提要

1）非常規(guī)互感器分類：

光電互感器

純光互感器：造價成本高、技術不成熟，安裝運輸要求高影響了它的推廣與應用；

電子式互感器

電子式互感器：成本低，不易飽和，易推廣；但體積仍較笨重；電子式互感器結構及工作原理：

電子式互感器配置示例：

合并單元不一定是獨立的設備，可以是ECT/EVT的一部分。

2）過程層接口

合并單元為單獨設備：

Ⅰ母A相PTⅠ母B相PTⅠ母C相PTⅡ母A相PTⅡ母B相PTⅡ母C相PT間隔1A相CT間隔1B相CT間隔1C相CTⅠ母EPT采集器AⅠ母EPT采集器BⅠ母EPT采集器CⅡ母EPT采集器AⅡ母EPT采集器BⅡ母EPT采集器C間隔1ECT采集器A間隔1ECT采集器B間隔1ECT采集器C間隔1通用MUⅡ母PTMU保護測控裝置Ⅰ母PTMU間隔NA相CT間隔NB相CT間隔NC相CT間隔NECT采集器A間隔NECT采集器B間隔NECT采集器C間隔N通用MU合并單元為ECT/EVT的一部分：

Ⅰ母A相CTⅠ母B相CTⅠⅠ母C相CTⅠ母A相PTⅠ母B相PTⅠ母C相PT間隔1A相CT間隔1B相CT間隔1C相CT間隔1A相PT間隔1B相PT間隔1C相PT母合并器間隔合并器保護測控裝置1間隔NA相CT間隔NB相CT間隔NC相CT間隔NA相PT間隔NB相PT間隔NC相PT間隔N合并器

3）過程層采樣值接入協(xié)議比較：

6、過程層裝置介紹1)合并單元（MU）

合并器采用點對點方式和保護測控裝置通信。

弱模合并器（PRS7394）

弱模合并器采用航空電纜形式與ECT\\EPT接口，采集ECT\\EPT輸出的弱電信號轉化為光信號后，接入保護裝置或級聯(lián)合并器。

間隔合并器(PRS7390-1)

間隔合并器實現線路間隔線路電壓、母線電壓、測量電流、保護電流、零序電壓、零序電流的合并。

電壓合并器(PRS7390-3)

電壓間隔合并器采集母線電壓及接收對側母線電壓，采集兩段PT刀閘及分段開關狀態(tài)自動完成兩段母線電壓并列及解列功能，并為間隔合并器提供母線電壓。級聯(lián)合并器(PRS7392)

為母線保護、主變差動保護、備自投裝置等提供多間隔電流、電壓數據。

采樣同步裝置（PRS7391）

全站使用同一個采樣同步數據源，每個間隔合并器的采樣同步秒脈沖

2)智能操作箱（PRS7389）

智能操作箱就地安裝于傳統(tǒng)一次設備附近的端子箱，將一次設備的控制電纜、信號

電纜限制在一次設備和智能操作箱之間

智能操作箱實現操作箱的所有功能，并實現保護、測控裝置的I/O采集和輸出功能智能操作箱通過過程層網絡，按GOOSE協(xié)議與間隔層保護、測控設備通信。監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測智能操作箱的網絡狀態(tài)，要求智能操作箱將其網絡端口的負載率

和網絡通信狀態(tài)上送間隔層保護、測控裝置。3）ISA-、PRS\\BP保護及測控

◆接入站控層網絡，上傳四遙信息、自檢信息、保護事件等，實時反映站內運行工況◆接入過程層網絡，接收GOOSE信號，開出各種控制命令7、主變本體端子箱

為了限制主變本體測量、信號、控制電纜的長度，設立主變本體端子箱，主變本體保護、主變溫度變送器、有載調壓測控裝置就地安裝于主變本體端子箱內。主變后備保護的控制命令通過GOOSE網絡傳送至主變本體保護，并由本體保護代為

執(zhí)行。

就地安裝的ISA341G測控裝置，采集溫度變送器輸出和有載調壓機構的檔位輸出，

并執(zhí)行變電站層的VQC調節(jié)命令。

二、聯(lián)調方案的制定與組網

1、準備

詳細了解工程概況，明確主接線方式及現場可能出現的運行方式。

收集資料并消化，包括一次、二次接線圖，技術協(xié)議，地區(qū)標準，實施方案等。依據計劃單統(tǒng)計工程所涉及的智能設備。

依據工程及設備確定站控層，間隔層和過程層的實現方案2、實例

依據新疆昌吉北庭數字化變電站實現方案為例

2.1工程概述

新疆昌吉110kV北庭數字化站現有2臺三卷變壓器，110kV為單母分段代旁母，進線2回；35千伏為單母分段，出線6回（其中35kV北城線為上網小電源），備用線路1回；10千伏為單母分段，出線9回，10kV電容器4套，10kV所用變兩臺。需要將該站涉及到的主要的保護測控裝置、過程層設備以及網絡設備進行一次聯(lián)調。2.2聯(lián)調驗收方案

2.2.1統(tǒng)計并列舉該站涉及到的我司保護測控裝置：

常規(guī)裝置：ISA-342G、ISA341G、ISA-301D、ISA-301P和ISA-389G。GO裝置：ISA-341GO、ISA-351GO、ISA-359GO、ISA-331GO和ISA-361GO。PRS-7000新平臺裝置：PRS-7378和PRS7358；PRS-7390-1、PRS-7390-3、PRS-7391

（光脈沖同步）和PRS-7389；

一次CT、PT內部裝置：PRS-7390-9（激光電源管理）、PRS7397-4（傳統(tǒng)電壓采集器）

和PRS-7397-5（傳統(tǒng)電流采集）。2.2.2過程層聯(lián)網方案：方案細化：

互感器及合并器配置

所有互感器（包括數字式互感器和傳統(tǒng)互感器）的輸出采用采集器加間隔合并器的模式。采集器及光纖熔接盒戶外箱的安裝示意圖如下：主變保護測控：主變三側智能終端PRS-7389PRS-7389PRS-7389GOOSE|A網和SMV網PRS-7389GOOSE|B網110kV側分段智能終端主變保護測控PRS-7378PRS-7389PRS-738935kV側分段智能終端PRS-7390-1PRS-7390-1PRS-7390-110kV側分段智能終端主變三側MU

說明：PRS-7378為主變差動及后備保護測控一體化裝置，分別以光纖直聯(lián)的方式接入三側合并單元（MU）的電流電壓量；與三側智能終端也是以光纖直聯(lián)的方式接入開關量信號并實現跳閘和遙控，主變后備保護動作通過GOOSE網實現對主變三側分段開關的跳閘。

110kV線路測控：110kV線路測控ISA-341GOGOOSE-A網和SMV網GOOSE-B網PRS-7389110kV線路智能終端PRS-7390-1110kV線路MU

說明：110kV線路測控裝置ISA-341GO從SMV網絡中獲取線路MU的電流電壓量，同時通過GOOSE網獲取線路開關信號并實現對開關刀閘的遙控。

110kV分段備自投兼測控：

110kV線路分段備自投PRS-7358（兼保護測控）GOOSE-A網和SMV網GOOSE-B網PRS-7389110kV分段智能終端PRS-7390-1110kV分段MU

說明：110kV分段配置分段備自投PRS7358實現保護測控功能，PRS7358從SMV網絡中獲取分段MU的電流電壓量，同時通過GOOSE網獲取分段開關信號并實現對開關的跳合閘以及刀閘的遙控。

35kV線路保護測控：

35kV線路智能終端PRS-738935kV線路保護測控ISA-351GOPRS-7390-1

說明：35kV線路保護測控裝置ISA-351GO以直聯(lián)的方式接入線路MU的電流電壓量，與線路智能終端也是以直聯(lián)的方式接入開關量信號并實現跳閘和遙控。

110kV側電壓并列：

35kV線路MU110KVI電電電電電電電電電電電電電電電電電電電1電電電電電電電電1電110kV電電電電電SMV電電110KV電電MU7390-3GOOSE電電電電電電電電110KVII電電電電電電電電電II電電電電電電電電電電2電電電電電電電電2電110kV電電電電電SMV電電110KV電電MU7390-3GOOSE說明：110kV側電壓并列在主控室內配置兩臺電壓并列合并器，每臺電壓并列合并器接入一段母線的電壓，且通過GOOSE網取得分段開關位置，并相互交換信息完成電壓并列邏輯，輸出并列后電壓給下一級合并器。

35kV側電壓并列：

光網1＃主變中側合并器1＃35kV線路合并器2＃35kV線路合并器3＃35kV線路合并器SMV網絡35KVI母電壓互感器采集器分段開關狀態(tài)光串光網35KV電壓MU7390-3光網光網GOOSE35KVII母電壓互感器采集器II分段開關狀態(tài)光串電壓并列邏輯判斷光網2＃主變中側合并器4＃35kV線路合并器35KV電壓MUGOOSE5＃35kV線路合并器6＃35kV線路合并器35kV備用線路合并器SMV網絡7390-3

說明：35kV側電壓并列在主控室配置兩臺電壓并列合并器，每臺電壓并列合并器接入一段母線的電壓，且通過GOOSE網取得分段開關位置，并相互交換信息完成電壓并列邏輯，輸出并列后電壓給下一級合并器。

10kV側電壓并列：電電電電10KVI電電電A電電電電7397-4電電電電10KVI電電電B電電電電7397-4電電電電電電電電1電電電電電電電電電電10KVI電電電電電電10KV電電電電電電電電電電10KVII電電電電電電電電電電389G電電電電10KVI電電電C電電電電7397-4電電電電電電電電10kV電電電電電電電電電I電電10kV電電電電電電電電電電I電電電電電電10KVI電電電A電電電電7397-4電電電電10KVI電電電B電電電電7397-4電電電電10KVI電電電C電電電電7397-4電電電電電電電電電電電電2電電電電電電電電電電電電電電電電10kV電電電電電電電電電II電電10kV電電電電電電電電電電II電電

說明：10kV側電壓配置傳統(tǒng)電壓互感器，配置一臺傳統(tǒng)的電壓并列裝置實現電壓并列邏輯，以傳統(tǒng)電纜方式輸出并列后電壓給10kV線路、電容器保護測控裝置及10kV電度表；同時并列后電壓由傳統(tǒng)電壓采集器轉換成數字量，以光纖形式輸出給主變低側合并器（給主變低側后備和10kV備自投用）。

主變高壓側合并器：

電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電MU7390-1電電電電電電電電電1電電電電電電電電電2電電電電電電SMV電電電電電電110KV電電電電MU7390-3說明：主變高側合并器安裝于主控室內，從110kV電壓并列合并器取得主變高側電壓，并從主變高側電流互感器、主變間隙互感器和主變零序互感器取得電流，再輸出給相應保護測控裝置。

主變中壓側合并器：

電電電電電電電電電電電電電電電電電電電電MU7390-1電電電電電電電電電1電電電電電電電電電2電電電電電電SMV電電說明：主變中壓側合并器安裝于主控室內，從35kV電壓并列合并器取得主變中側電壓，并從主變中側電流互感器取得電流，再輸出給相應保護測控裝置。主變低壓側合并器：

光網35KV電電電電MU7390電3電電主變低側電流互感器采集器10kV電壓互感器采集器光串主后一體化保護測控1主后一體化保護測控2主變低側電表SMV網絡光串主變低側MU7390-1說明：主變低壓側合并器安裝于主控室內，從10kV電壓并列合并器取得主變低側電壓，并從主變低側電流互感器取得電流，再輸出給相應保護測控裝置。

110kV進線合并器：

電電110kV電電電電電電電電電電電電110kV電電MU7390-1電電110kV電電/電電電電110kV電電電電SMV電電說明：110kV進線合并器安裝于主控室內，從110kV電壓并列合并器取得110kV電壓，并從110kV進線互感器取得電流及抽取電壓，再輸出給相應保護測控裝置。

110kV母聯(lián)合并器：

110KV電電電電MU7390電110kV電電電電電電電電電電電電110kV電電MU7390-1電電SMV電電說明：110kV母聯(lián)合并器安裝于主控室內，從110kV母聯(lián)互感器取得電流，再輸出給相應保護測控裝置，110kV母聯(lián)保護測控功能在110kV備自投保護裝置中實現，110kV備自投從SMV網絡上取得110kV母聯(lián)電流。

35kV線路合并器：

光網35kV線路電流互感器采集器光串35kV線路MU7390-1光網35kV線路保護測控35kV線路電表SMV網絡35KV電壓并列MU7390－3說明：35kV線路合并器安裝于主控室內，從35kV電壓并列合并器取得35kV電壓，并從35kV線路互感器取得電流，再輸出給相應保護測控裝置。

10kV線路/母聯(lián)/電容器配置

10kV線路保護測控裝置351GO

電網10kV線路電表10kV電容器保護測控裝置359GO電網10kV電容器電表說明：10kV線路/母聯(lián)/電容器配置傳統(tǒng)互感器，在開關柜內就地配置四合一的保護測控裝置，以傳統(tǒng)電纜方式采集交流量。10kV線路/電容器以電口形式將計量電流、電壓輸出給10kV線路/電容器電度表。

保護跳閘

對于單間隔及需要快速動作的保護應直接跳閘。對于涉及多間隔的保護，采用GOOSE網絡方式跳閘，相關設備應滿足保護對可靠性和快速性的要求。

以下保護采用直接跳閘：

1)主后一體化保護測控跳主變各側開關及開關量采集；2)110kV線路保護測控跳本側開關及開關量采集；3)35kV線路、母聯(lián)保護測控跳本側開關及開關量采集；以下保護采用GOOSE網跳閘：

1)主后一體化保護測控跳各側母聯(lián)；2)110kV線路保護測控跳小電源線；3)110kV線路測控開關量采集；

4)110kV、35kV、10kV備自投保護跳閘；5)低頻低壓減載保護跳閘；

6)110kV、35kV、10kV電壓并列合并器分段開關位置采集；保護采樣

保護采樣均采用61850-9-2規(guī)約。以下保護采用直接采樣：1)主后一體化保護測控采樣；

2)110kV線路保護測控采樣；

3)35kV線路、母聯(lián)保護測控裝置采樣；4)電度表采樣；

以下保護采用SMV網絡采樣：

1)110kV、35kV、10kV備自投保護采樣；2)110kV線路測控采樣；3)低頻低壓減載保護采樣；

4)故障錄波采樣。

綜上所述，整個系統(tǒng)驗證聯(lián)網方案大致如下圖所示：

電電電電電電電電電電電電MUPRS-7390-1PRS-7389PRS-7389PRS-7389電電電電電電PRS-7378PRS-7390-1110kV電電電電ISA-341GOPRS-7390-1110kV電電電電電PRS-7358電電電電電電電10kV電電電電電電ISA-331GO35kV電電電電電電ISA-351GOGOOSE-A電電SMV電GOOSE-B電PRS-7389PRS-7389PRS-7389PRS-7389PRS-7390-1PRS-7390-1PRS-7389PRS-7390-1110kV電電電電電電35kV電電電電電電10kV電電電電電電110kV電電電電電電110kV電電MU110kV電電MU35kV電電電電電電35kV電電MU2.2.3MMS網絡方案

MMS網絡與61850協(xié)議站同樣做法，詳見《后臺聯(lián)調手冊》。

三、工程配置

1、GOOSE配置

目前，公司對兩個平臺數字化裝置分別有兩個對應的配置工具，在以后的工程實踐中，望統(tǒng)一。ISA300GO系列裝置用GOOSE配置工具配置，PRS7000系列裝置用SCD工具配置。1.1ISA300GO裝置GOOSE配置

1）打開GOOSE配置工具，點擊新建，出現圖1所示界面，分別有GOOSE配置和模板配置

圖1

2）選擇模板配置，右擊模板集，出現圖2所示界面，選擇導入模板（XML），將全站需接入GOOSE網絡的裝置模板全部導入。注意：裝置集與模板是一一對應的（每臺裝置需對應一個模板）。

圖2

3）導入模板后，每個模板的GOCB配置中有一下三個地方需手動修改：VlanID=2、組播地址1和組播地址2。如圖

圖3

4)選擇GOOSE配置，右擊裝置集，點擊新建裝置，出現圖4界面，輸入裝置名稱，選擇對應的模板。裝置的MAC1和MAC2分別對應裝置通訊參數設置中的光口參數。

圖4

5）關聯(lián)操作

關聯(lián)方法，一臺裝置的開入與另一臺裝置的開出相關聯(lián)，反之相同。對應單臺裝置來說，我們只需關聯(lián)它的輸入端子即可。

下面以舉例來說明關聯(lián)1#變高后備的XKI8與1#高側智能操作箱KI01端子：

在圖5上，在中心區(qū)通過復選框選擇1#變高操作箱的輸出端子集。注意中心區(qū)的KI01端子為綠色（即只有顯綠色的端子才可以關聯(lián)）。在左邊選擇1#變高后備的XKI8端子上按下鼠標左鍵不放，同時移動鼠標到中心區(qū)

顯示的KI01上的放下鼠標，這時KI01端子上的顏色變?yōu)榧t色，如圖6所示。把鼠標移動到該KI01號端子上，這時會有關聯(lián)裝置的信息顯示。

在信息輸出框可以看到關聯(lián)的信息，可以看到剛才增加的關聯(lián)信息，如圖6所示。

圖5

圖6

6)下裝配置

完成GOOSE配置后，點擊圖9工具欄上紅色圓圈處，點擊下載配置，選擇相應的網卡、裝置名稱，點擊OK即可。

圖9

1.2PRS7000裝置GOOSE配置

1）打開SCD_ICD配置工具，右鍵點擊IED管理，導入ICD文件，每個ICD文件對應一個二次設備，如圖1所示界面，注意導入的模版必須是帶有G1訪問點的模版，由研發(fā)提供。

圖1

2）右鍵點擊通訊管理，彈出增加網絡對話框，點擊后即可增加網絡。同時可對網絡名稱進行命名，如PROCESS_A,對總線協(xié)議類型進行命名，如GOOSE。

圖2

3）增加完網絡后，將先前導入的ICD（二次設備）掛接于此網絡下。如圖3：點擊綠色的“+”后彈出IED設備，選擇網絡，將IED設備掛接在所選的網絡下，訪問點選“G1”，選中對應的IED設備標號即可。

圖3

4）配置IED設備的MAC地址，VLANID,APPID等，這些信息是GOOSE信息交換時，源和目標之間的確認，配置必須準確。MAC地址分配建議：組播地址具有以下結構：01-0C-CD-01-0X-XX,其中前三個字節(jié)61850固定，第四個字節(jié)對于GOOSE為01，對于多播采樣值為04；最后兩個字節(jié)作用與設備有關的地址，如第五個字節(jié)A網可取00，B網取01；最后一個字節(jié)同裝置的IP地址（十六進制數）。

VLANID分配建議：我們裝置GOOSE的VLANID定為2，其他如SMV多播采樣可以任意設置，然后通過交換機VLANID的設置將不同類型的報文進行阻隔。

APPID：為應用標識，對于G系列裝置固定為4000，對于新平臺裝置可自定義，源和目標一致即可。

圖4

5）關聯(lián)操作

關聯(lián)方法，一臺裝置的開入可與另一臺裝置的開入或開出相關聯(lián)，反之相同。對應單臺裝置來說，我們只需關聯(lián)它的輸入端子即可。

示例1：舉例來說明10kV分段保護（ISA351GO）的跳位與低周低壓減載裝置(ISA331GO)分段跳位開入之間的關聯(lián)方法：

在圖5上，點擊左邊對話框，選中ISA331GO裝置，點擊數據組合，在此菜單下進

行關聯(lián)。在右上對話框中點“分段跳位”。

在右下對話框中選擇要關聯(lián)的裝置ISA351GO(10kV分段)，選中后會在“索引”處出現該裝置的數據。

選中“開關分位1”后，點添加即可。

圖5

示例2：舉例來說明主變保護（PRS7378）跳高壓側開關與主變高壓側智能操作箱（PRS7389）之間的關聯(lián)方法：

在圖6上，點擊左邊對話框，選中主變高壓側智能操作箱（PRS7389），點擊數據組

合，在此菜單下進行關聯(lián)。在右上對話框中點“GOOSE普通跳閘1”。

在右下對話框中選擇要關聯(lián)的裝置主變保護（PRS7378），選中后會在“索引”處出

現該裝置的數據。選中“跳高壓側_GOOSE”后，點添加即可。

圖6

6)下裝配置

完成GOOSE配置后，即可將配置下裝給對應的裝置。生成配置

在下裝配置之前，必須先生成配置文件。具體方法如圖7所示：點擊IED管理，將需要下裝的裝置選中，點擊生成配置。

圖7

查看配置

生成配置后，點查看配置可查看GOOSE配置信息。如圖8所示。

圖8

下裝配置

下裝方法如圖9所示。

圖9

2.裝置及與對應合并器關聯(lián)配置

以主變保護7378配置為例說明。

1）打開PRS7000配置工具，出現如圖1所示對話框，點擊右鍵“添加工程”，將本地磁盤中原有的裝置導入，在此基礎上進行修改。

圖1

2）圖2中校時板件槽號“10”表示接收校時功能的CPU板件在第10號插槽。此工程采用的是1588對時，對時網絡與GOOSE共網。

圖3）圖3為WB825A的板件配置內容，表示WB825A為管理板，在第三號插槽，接收第5.7.10號插槽板件的數據。

圖3

4）圖4為WB821的板件配置內容，表示WB821為外通訊板（GOOSE通訊板），在第10號插槽，接收第5.7號插槽板件的數據。

圖4

5）圖5為WB826的板件配置內容，表示WB826為保護CPU板，在第5號插槽。

圖6）圖6為WB826的板件配置內容，表示WB826為后備CPU板，在第7號插槽。

圖6

7）圖7為主變保護裝置所接收MU采樣的配置內容，接收網口配置數量“4”表示接收4個MU傳送的數據。

圖7

8）圖8為主變保護裝置所接收第一路MU（主變高壓側間隔合并器）采樣的配置內容，

應用標識為“4000”，與主變高壓側MU一致。

SVID名稱主變高壓側MU一致，對于G系列裝置，如ISA351GO，當裝置地址確定為0X后，其裝置SVID就固定為ISA351GOMU000X，對于7000系列裝置，SVID可自定義，保持一致即可。

模擬量接收挑選通道號：左邊0~11表示MU的輸出通道，右邊通道號可選，表示主變保護PRS7378的通道。模擬量接收挑選通道號下第一行的意思為將主變高壓側MU第0通道輸出的交流量（保護Ia）送給主變保護第0個通道（主編高壓側保護A相電流）。

9）下裝配置。如圖9所示。

圖8

圖9

3.MMS配置

對于MMS網絡的配置與61850協(xié)議站相同，詳見《后臺聯(lián)調手冊》四．調試工具及相關附件設置介紹1．羅杰康交換機設置

1)USB轉串口線連接交換機和PC（黑色設置線，水晶頭黃色）2)打開超級終端

3)波特率57600bps；8位數據位；1位停止位；無校驗；流控制“無”4)進入設置界面，用戶名：admin密碼：admin5)進入VirtualLANS項，回車6)選擇ConfigureStaticVLANs,回車7)執(zhí)行Ctrl+I,添加VLANID8)光標置VID處，回車9)設置VLANID號為2

10)設置VLANname為：VLAN2(名稱)11)執(zhí)行Ctrl+A,應用成功12)執(zhí)行Esc，退回上一級菜單

13)選擇ConfigurePortVLANParameters,回車14)設置各個端口隸屬為VLAN2（改PVID為2），回車

15)執(zhí)行Ctrl+A,應用成功16)依次同樣方法設置后面端口

17)如需添加其他VLAN，執(zhí)行Ctrl+I,再按上述方法添加即可。2.抓包工具Ethereal使用

Ethereal是免費的網絡協(xié)議檢測程序，適用于Windows、linux和Unix等多個操作系統(tǒng)。Ethereal更新快，數據包過濾功能靈活強大，支持的協(xié)議多，目前ethereal提供了對TCP、UDP、SMB、telnet和ftp等常用協(xié)議的支持，而且能解析61850報文，是用于網絡報文分析的理想工具。2.1

Ethereal安裝

使用Ethereal會用到WinPcap函式庫，在安裝Ethereal前需要首先安裝WinPcap。如

果Ethereal運行在WindowsXP系統(tǒng)下，需要使用WinPcap2.3以后的版本才能正常運行，若已經有舊版本的Winpcap，必須先刪除舊版WinPacp，再安裝新版本。程序包中已包含WinPcap_4_0.exe,首次使用時先運行該程序安裝WinPcap。

Ethereal是綠色軟件，不需安裝，WinPcap安裝好之后，就可以使用Ethereal了。mms-ethereal.exe為抓包工具主程序。Ethereal運行界面如圖2-1所示。

圖1

2.2

簡易抓包教程

簡易的抓包操作按照以下步驟操作即可。

1）點擊工具欄中最左邊的第一個圖標“Listtheavailablecaptureinterfaces”，進

入如下界面：

圖2

2)選擇需要監(jiān)視的網口，點擊“Prepare”按鈕進入圖3所示界面或者直接點擊“Capture”

按鈕直接進入抓包界面，如圖3-3。

圖3

CaptureOption界面詳細說明見Option選項。

在“CaptureFilter”中填入合適的抓包條件，點擊“Start”按鈕即可進入抓包狀態(tài)，界面如圖4：

圖4

3）點擊“stop”按鈕即可顯示抓取的報文。4）此時所顯示的包為系統(tǒng)各種類型的總包，，我們可以通過輸入特定的過濾條件來篩選出我們需要的包。

舉例常用過濾規(guī)則如下：

◆捕獲MAC地址為00:d0:f8:00:00:03網絡設備通信的所有收發(fā)報文etherhost00:d0:f8:00:00:03

◆捕獲IP地址為192.168.10.1網絡設備通信的所有收發(fā)報文host192.168.10.1

◆捕獲端口為80（網絡web瀏覽）的所有收發(fā)報文tcpport80

◆捕獲192.168.10.1除了http外的所有通信數據報文

host192.168.10.1andnottcpport80◆在抓包完成以后，顯示過濾器能夠用來找到您感興趣的包，能夠根據設定規(guī)則來查找您感興趣的包。舉個例子，假如您只想查看使用http協(xié)議的包，在ethereal窗口的左下角的Filter中輸入http，回車確認，ethereal就會只顯示http協(xié)議的包。如下圖所示：

圖5

使用小技巧：只有在Filter的背景顏色是綠色時，才證明設定的Filter是合乎規(guī)則的；如果顯示為紅色，則說明設定的Filter是不符合規(guī)范的，須修改。常用的Filter有：MMSIECGOOSESMV等

3.AltovaXMLSpy使用

AltovaXMLSpy工具是一個比較方便的讀取和修改模型文件的工具，它可以象UE一樣，比較直觀的顯示模型文件，也可以分層分結構地顯示，幫助我們比較快速地找到對應內容。1）先用AltovaXMLSpy工具打開需要讀取的模型文件，ICD文件和XML文件均可，如圖1，點柵格。

圖1

2）按照下圖流程，即可按照圖2所示步驟，即可快速地找到要找的數據。

圖2

4.數字化昂立使用

1）安裝ONLLY-F66軟件后，雙擊Onlly圖標，出現如圖1所示對話框。

圖1

2）如圖2所示，點擊系統(tǒng)配置-61850配置。

圖2

3）如圖3所示，進入61850配置菜單，數字化昂立可同時輸出兩組MU數據，配置第一路MU，選用采樣模式9-1和9-2可選，選9-1通道固定為12個，如選9-2通道個數可定義。圖中MU通道編號為數字化昂立輸出信號的通道，輸出通道選擇表示將數字化昂立常規(guī)電壓電流賦予對應的MU通道。

圖3

4）如圖4所示，點擊本路MU配置出現如下對話框，其中目標MAC地址指MU的MAC地址，APPID要與MU一致。

圖4

5）將已經配置好的61850信息下裝給數字化昂立，如圖5所示。注意要設置PC機的IP地址為192.168.253.97，數字化昂立測試儀的IP地址為192.168.253.231（固定）。

圖5

6）如圖6所示，點擊系統(tǒng)配置-測試儀配置，可配置PT變比和CT變比，如圖7。

圖

圖7

7）如圖8所示，點擊通用測試，出現與傳統(tǒng)昂立相識的界面，選電壓電流菜單，出現圖9對話框，設置需要加入的電壓電流數值即可。

圖

圖9

五．聯(lián)調測試

1.根據《61850綜合自動化工程工廠驗收大綱》內容對站控層進行測試。

關鍵測試項目有：雪崩測試、后臺雙機雙網、遠動雙機雙網、站控層五防、后臺VQC等，其他內容詳見《后臺聯(lián)調手冊》。

2.根據《61850綜合自動化工程工廠驗收大綱》和聯(lián)調方案對間隔層和過程層進行測試。關鍵測試項目有：同期功能，裝置采樣及保護功能測試、GOOSE測試等。3.根據工程需要豐富測試方案，對用戶特殊需求做針對性測試。

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