1、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，都存在絕緣問 題的可能，都存

2、在被外界磁場干擾的可能性 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

3、能變電站二次系統(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)測控裝置、 監(jiān)測功能組主IED 等二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)間隔 的數(shù)

4、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 站控層包括自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域 控制、通信系統(tǒng)、對時(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、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完 成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測等基本功能，同時(shí)， 具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控

5、制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動 等高級功能的變電站。 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，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

6、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)，對于相量測量裝置，電度表等僅需接入 SV采樣值單網(wǎng)。 通用原則 間隔保護(hù)測控以及快速保護(hù)點(diǎn)

7、對點(diǎn)方式直接采樣、直接跳閘。跨間 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)按電壓等級分別組網(wǎng)。測控，備自投裝置、低周減載 裝置、故障錄波器及網(wǎng)絡(luò)分析儀等通過合并單元點(diǎn)對點(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：電壓等級： 當(dāng)保護(hù)、測控裝置下放布置時(shí)，SV 報(bào)文宜統(tǒng)一采用點(diǎn)對點(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)對點(diǎn)方式）。 220kV 、11

8、0kV （66kV）宜按照電壓等級配置過程層網(wǎng)絡(luò)，除線變組 或擴(kuò)大內(nèi)橋接線外各電壓等級需配置中心交換機(jī)用于同一電壓等級過程層 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)立過程層網(wǎng)絡(luò)， 主變保護(hù)、 測控等裝置宜接入高、 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)、 測控等裝置接入不同電 壓等級的過程層網(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)、 測控等裝置

9、接入不同電 壓等級的過程層網(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： 對于單母線或雙母線接線，當(dāng)間隔層保護(hù)、 測控裝置集中 布置時(shí)，110kV 過程層宜設(shè)置單星形以太網(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)、測控裝置下放布置時(shí)，GOOSE及SV均不組網(wǎng)，采 用點(diǎn)對點(diǎn)方式傳輸。 對于橋式接線、 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

10、采直跳模式 直采直跳方案特點(diǎn)： 保護(hù)裝置以點(diǎn)對點(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)對點(diǎn)通訊模式實(shí)現(xiàn) 用于測控的信號、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)： 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

11、，獲取交流采樣數(shù)據(jù)。 保護(hù)跳閘、開入量、信號、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 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)

12、跳方案特點(diǎn)： 保護(hù)裝置以點(diǎn)對點(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、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)

13、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)會使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，查看相關(guān)信息 學(xué)會使用數(shù)字式測試儀器排查問題 熟悉保護(hù)裝置，特別是哪些故障會導(dǎo)致哪些結(jié)果 保護(hù)回路SV故障嚴(yán)重性強(qiáng)于測控回路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 異常會導(dǎo)致保

14、護(hù)閉鎖，因此SV鏈路異常屬于緊急故障，如果長 時(shí)間SV鏈路異常，有可能導(dǎo)致保護(hù)拒動或誤動。 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、保護(hù)裝置的接收光口等，可以通過使用備用光芯來 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)

15、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)異常會閉鎖與電流相關(guān)的保護(hù)，PT品質(zhì)異常 會導(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)異常現(xiàn)象不能長時(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)鍵是要考慮對母 差的影響，500kv則必須考慮檢修壓板對合電流的影響。 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)

16、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，會導(dǎo)致差流， 220kV母差保護(hù)不會動作（為什么）！ 接收壓板投入后盡量不要再去頻繁改動，除非是某個(gè)間隔 的合并單元需要檢修 智能變電站運(yùn)維應(yīng)注意的事項(xiàng) GOOSE斷鏈故障處理 首先確定GOOSE信息源頭，然后在網(wǎng)分上檢查該GOOSE信 息是否異常，如果無異常，則可以確定輸出源的裝置應(yīng)該沒 有死機(jī)或其他故障，如果網(wǎng)分上也出現(xiàn)異常，則可能裝置出 現(xiàn)了故障。 如果不是裝置問題，則按照 輸出光口 、尾纖、光配架、備用光纜芯、 光配架 、尾纖 接收光口的思路來排除問題。 GOOSE斷

17、鏈問題排除不需要退出保護(hù)，但使用備用芯后一 定記得做好記錄。 謝 謝 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) 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、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完 成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測等基本功能，同時(shí)， 具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動 等高級功能的變電站。 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，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) 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) 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、告警、位置等信息通過GOOSE網(wǎng)