1、智能變電站體系結構介紹調試所調試所 高級工程師高級工程師 王天鍔王天鍔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，

2、都存在絕緣問題的可能，都存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能變電站二次

3、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

4、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

5、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

6、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對點方式直接采樣、直接跳閘?？玳g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

7、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 、110kv （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

8、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

9、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

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，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

11、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

12、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

13、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、

14、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?；騭v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?，F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