1、提綱 智能變電站的層結構 智能變電站運維應注意的事項 智能變電站二次系統的網絡結構 變電站信息數字化 變電站信息數字化 變電站信息數字化 變電站二次系統本質上是一個信息交換系統 二次系統是一次系統的鏡像 收集一次設備信息 根據負荷對一次設備進行控制 根據一次設備的運行狀態做出相應的反應 變電站信息數字化 常規變電站使用電量信息進行信息交換，使用電纜作為信 息傳輸載體 變電站信息數字化 電纜傳輸信息每根電纜芯傳輸一個信息量，因此二次 安裝工作量大 變電站信息數字化 所有信息都是點對點傳輸，可靠性很高但結構臃腫復雜 變電站信息數字化 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 變電站二次系統接線復雜，點多面廣，運行環境差，這 些特點直接導致二次系統容易出現各種各樣的異常情況 和故障 變電站信息數字化 變電站二次系統信息完全數字化，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） 信息數字化使變電站二次結構更加清晰，設備功能更加 專一，數據可以共享，安裝強度大大降低， 目前的問題是設備質量、光纜安裝的質量、設計缺陷、 參數配置等問題、運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 變電站信息數字化 如何將變電站大量的信息數字化，并將這些信息在光纖中傳輸 光 纜 電 纜 變電站信息數字化 智能變電站二次系統的核心智

3、能變電站二次系統的核心 IEC61850 確定了變電站的 體系結構 統一規約 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 智能變電站的層結構 智能變電站的層結構 根據功能，將智能變電站分為三層結構：根據功能，將智能變電站分為三層結構： 站控層 間隔層 過程層 智能變電站的層結構 傳統變電站的二次體系結構 智能變電站的層結構 過程層包括 變壓器、斷路器、隔離開關、電流/電壓互 感器等一次設備及其所屬的智能終端、合 并單元以及在線監測裝置。 智能變電站的層結構 間隔層包括 間隔層設備一般指繼電保護裝置、系統測控裝置、 監測功能組主IED 等二次設備，實現使用一個間隔 的數

4、據并且作用于該間隔一次設備的功能，即與各 種遠方輸入/輸出、傳感器和控制器通信 智能變電站的層結構 站控層設備站控層設備 站控層包括自動化站級監視控制系統、站域 控制、通信系統、對時系統等，實現面向全 站設備的監視、控制、告警及信息交互功能， 完成數據采集和監視控制（SCADA）、操作 閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護 信息管理等相關功能。 智能變電站二次網絡結構 智能變電站二次網絡結構 智能變電站是采用先進、可靠、集成和環保的智能設備，以全站信 息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完 成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時， 具備支持電網實時自動控

5、制、智能調節、在線分析決策和協同互動 等高級功能的變電站。 在計算機領域中，網絡是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，通過 它把各個點、面、體的信息聯系到一起，從而實現這些資源的共享 智能變電站二次網絡結構 三層一網：三層一網即站控層/間隔層/過程層三網合一 智能變電站二次網絡結構 三層兩網是指三層設備兩層網絡，及過程層和站控層交 換機獨立配置 智能變電站二次網絡結構 根據網絡傳輸的內容過程層-間隔層網絡可以分為 SV網 Goose網 SV和GOOSE共網 SV 網絡網絡 GOOSE 網絡網絡 SV 、GOOSE 網絡網絡 智能變電站二次網絡結構 智能變電站二次網絡結構 傳統變電站二次網絡結構 智

6、能變電站二次網絡結構 智能變電站網絡結構圖 智能變電站二次網絡結構 傳統變電站二次結構圖 智能變電站二次網絡結構 智能變電智能變電 智能變電站二次系統智能變電站二次系統 智能變電站二次網絡結構 站控層/間隔層網絡設計原則：220kV及以上變電站站控層/間隔層 網絡宜采用雙重化星形以太網絡，110kV（66kV）變電站站控層/ 間隔層網絡宜采用單星形以太網絡。 過程層網絡設計原則：雙重化配置的保護裝置應分別接入各自 GOOSE 和 SV 網絡，單套配置的測控裝置等宜通過獨立的數據接 口控制器接入雙重化網絡，對于相量測量裝置，電度表等僅需接入 SV采樣值單網。 通用原則 間隔保護測控以及快速保護點

7、對點方式直接采樣、直接跳閘。跨間 隔保護間通過GOOSE網交換失靈及閉鎖等信息。 GOOSE網絡按電壓等級分別組網。測控，備自投裝置、低周減載 裝置、故障錄波器及網絡分析儀等通過合并單元點對點獲取采樣數 據，通過GOOSE網執行保護跳閘及信息采集。 智能變電站二次網絡結構 220kV電壓等級：電壓等級： 當保護、測控裝置下放布置時，SV 報文宜統一采用點對點方式，除保護 跳閘外 GOOSE 報文宜采用網絡方式。 當間隔層保護、測控裝置集中布置時，除保護裝置外 SV 報文， 除保護 跳閘外 GOOSE 報文宜統一采用網絡方式、共網傳輸（ SV 報文也可統一 采用點對點方式）。 220kV 、11

8、0kV （66kV）宜按照電壓等級配置過程層網絡，除線變組 或擴大內橋接線外各電壓等級需配置中心交換機用于同一電壓等級過程層 跨間隔數據的匯總與通信。 智能變電站二次網絡結構 主變不配置獨立過程層網絡， 主變保護、 測控等裝置宜接入高、 中壓側過程層網絡，主變低壓側過程層 SV 報文、 GOOSE 報文可 接入中壓側過程層網絡。 變壓保護、 測控等裝置接入不同電 壓等級的過程層網絡時，應采用相互獨立的數據接口控制器。 主變不配置獨立過程層網絡， 主變保護、 測控等裝置宜接入高、 中壓側過程層網絡，主變低壓側過程層 SV 報文、 GOOSE 報文可 接入中壓側過程層網絡。 變壓保護、 測控等裝置

9、接入不同電 壓等級的過程層網絡時，應采用相互獨立的數據接口控制器。 智能變電站二次網絡結構 110kV電壓等級： 對于單母線或雙母線接線，當間隔層保護、 測控裝置集中 布置時，110kV 過程層宜設置單星形以太網絡，GOOSE及 SV報文宜采用網絡方式傳輸，GOOSE網與SV 網共網設置； 當保護、測控裝置下放布置時，GOOSE及SV均不組網，采 用點對點方式傳輸。 對于橋式接線、 線變組接線， 110kV GOOSE 報文及 SV 報文宜采用點對點方式傳輸， 不宜組建過程層網絡。 35kV 及以下電壓等級不配置獨立過程層網，GOOSE 報文 可利用站控層網絡傳輸。 智能變電站二次網絡結構 直

10、采直跳模式 直采直跳方案特點： 保護裝置以點對點通信模式和MU通信，獲取交流采樣數據。 保護跳閘，保護開入量通過保護裝置和智能終端點對點通訊模式實現 用于測控的信號、告警、位置等信息通過GOOSE網絡實現共享。 直采直跳方案優點： 裝置之間直接用光纖連接，連接更可靠。 交流采樣傳輸延時固定，交流采樣同步實現較容易。 點對點模式應用工程較多，工程應用經驗較豐富。 直采直跳方案缺點： 裝置之間直接用光纖連接，連接更可靠。 系統可擴展性較差，不符合二次設備網絡化的方向 裝置光纖接口較多，光纖連線復雜，維護不方便。 智能變電站二次網絡結構 網采網跳模式 網采網跳方案特點： 保護裝置以組網模式和MU通信

11、，獲取交流采樣數據。 保護跳閘、開入量、信號、告警、位置等信息通過GOOSE網絡實 現共享。 網采網跳方案優點： 系統可擴展性好，符合二次設備網絡化的方向。 與直采直跳相比，節省大量光纖連接與光纖接口，成本降低。 網采網跳方案缺點： 交流采樣同步依賴于外部時鐘，且交換機網絡傳輸延時不固定，對 網絡采樣的同步及實時性影響較大。 GOOSE傳輸依賴于GOOSE網， GOOSE網傳輸延時不固定，對跳 閘出口時間有一定影響。 目前光纖接口交換機成本較高，且交換機需留一定備用口，總體成 本需綜合考慮。 保護交流采樣依賴于SV網，SV網現階段雙網模式還不成熟。 智能變電站二次網絡結構 直采網跳模式 直采網

12、跳方案特點： 保護裝置以點對點通信模式和MU通信，獲取交流采樣數據。 保護跳閘、開入量、信號、告警、位置等信息通過GOOSE網絡實現共享 直采網跳方案優點： 與直采直跳相比，節省了保護與智能終端光纖連接與光纖接口，成本降低 與網采網跳相比，保證了交流采樣的可靠性，且采樣同步交易實現。 直采網跳方案缺點： 交流采樣系統可擴展性差，不符合二次設備網絡化的方向。 GOOSE組網缺點同網采網跳，但可通過GOOSE組雙網保證可靠性。 智能變電站二次網絡結構 220kV組網 智能變電站二次網絡結構 110kV組網示意圖 智能變電站二次網絡結構 母線保護 智能變電站二次網絡結構 主變保護 智能變電站二次網絡

13、結構 VLAN問題 智能變電站二次網絡結構 智能變電站二次網絡結構 智能變電站二次網絡結構 流量問題 智能變電站二次網絡結構 智能變電運維應注意的事項 智能變電站運維應注意的事項 所有類似斷鏈、品質異常的告警都是接收方報警，因此 不要誤認為是保護裝置出了故障 學會使用網絡分析儀，查看相關信息 學會使用數字式測試儀器排查問題 熟悉保護裝置，特別是哪些故障會導致哪些結果 保護回路SV故障嚴重性強于測控回路SV故障嚴重性， 需要盡早處理 相同裝置下SV故障嚴重性強于GOOSE嚴重性 智能變電站運維應注意的事項 SV鏈路異常的處理 SV是合并單元傳輸給間隔層設備的電流電壓的報文，SV鏈路 異常會導致保

14、護閉鎖，因此SV鏈路異常屬于緊急故障，如果長 時間SV鏈路異常，有可能導致保護拒動或誤動。 如果是某個間隔的保護裝置出現了SV異常，而母差保護、測控 裝置、計量裝置、網分、故障錄波等裝置沒有出現，則初步可 以確定合并單元沒有出現死機會其他故障，故障點可能出現在 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、保護裝置的接收光口等，可以通過使用備用光芯來 進行故障排除 如果與該間隔關聯的所有裝置都出現了SV鏈路異常的現象，則 基本可以確定合并單元出現了死機會其他嚴重故障，必須馬上 進行處理，如果死機，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和母差保護

15、智能變電站運維應注意的事項 PT、CT品質異常 PT、CT品質異常和SV鏈路異常或SV斷鏈屬于同等類型的 故障，CT品質異常會閉鎖與電流相關的保護，PT品質異常 會導致復壓開放 PT、CT品質異通常是由光口污染、光纖受損、光纜受損 導致 PT、CT品質異常現象不能長時間消失，必須盡快找出原 因，利用備用光口進行排除 如果是間隔保護報CT品質異常，建議退出保護 智能變電站運維應注意的事項 檢修壓板投退問題 在消缺時，不要隨意投退檢修壓板，最關鍵是要考慮對母 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 智能變電站運

16、維應注意的事項 SV接收壓板的投退 SV接收壓板沒有投入保護裝置將不接收電流電壓 母差保護忘記投運行間隔的SV接收壓板，會導致差流， 220kV母差保護不會動作（為什么）！ 接收壓板投入后盡量不要再去頻繁改動，除非是某個間隔 的合并單元需要檢修 智能變電站運維應注意的事項 GOOSE斷鏈故障處理 首先確定GOOSE信息源頭，然后在網分上檢查該GOOSE信 息是否異常，如果無異常，則可以確定輸出源的裝置應該沒 有死機或其他故障，如果網分上也出現異常，則可能裝置出 現了故障。 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，但使用備用芯后一 定記得做好記錄。 謝 謝 變電站信息數字化 變電站信息數字化 變電站二次系統本質上是一個信息交換系統 二次系統是一次系統的鏡像 收集一次設備信息 根據負荷對一次設備進行控制 根據一次設備的運行狀態做出相應的反應 智能變電站的層結構 傳統變電站的二次體系結構 智能變電站二次網絡結構 智能變電站是采用先進、可靠、集成和環保的智能設備，以全站信 息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完 成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時， 具備支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互動 等高級功能的變電站。 在計算機領域中，網絡是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，通過 它把各個點、面、體的信息聯系到一起，從而實現這些資源的共享 智能變電站二次網絡結構 傳統變電站二次結構圖 智能變電站二次網絡結構 直采網跳模式 直采網跳方案特點： 保護裝置以點對點通信模式和MU通信，獲取交流采樣數據。 保護跳閘、開入量、信號、告警、位置等信息通過GOOSE網