1、會計學1山東山東(shn dn)智能變電站二次系統基智能變電站二次系統基礎技術討論會深圳南瑞礎技術討論會深圳南瑞第一頁，共48頁。2內容提要(ni rn t yo)1、數字化母差保護難點2、數字化母差保護應用 數字化母差保護采樣模式 數字化母差保護接入方案 數字化母差保護典型應用 3、數字化變電站交換機的要求4、數字化母差保護與交換機的配合第1頁/共48頁第二頁，共48頁。31).1).采樣同步采樣同步 數字化母差保護裝置各間隔數字化母差保護裝置各間隔MUMU發送的采樣數據同步性對差動保護計算影響很大發送的采樣數據同步性對差動保護計算影響很大，如何保證采樣同步是數字化母差保護現有的難點。，如何

2、保證采樣同步是數字化母差保護現有的難點。2).2).采樣數據的傳輸和處理采樣數據的傳輸和處理 基于數字化變電站的母線保護需通過光纖以太網從過程層交換機或直接從各間基于數字化變電站的母線保護需通過光纖以太網從過程層交換機或直接從各間隔隔MUMU接收所有間隔的數據，大量數據的傳輸與處理給網絡傳輸速率和接收所有間隔的數據，大量數據的傳輸與處理給網絡傳輸速率和CPU CPU 處理能力處理能力帶來很大挑戰。帶來很大挑戰。 MU MU 通常提供的模擬量數據采樣速率為每周波通常提供的模擬量數據采樣速率為每周波80 80 點，每間隔模擬量數據通常包點，每間隔模擬量數據通常包括保護用電流、電壓、測量用電流、電壓

3、等共括保護用電流、電壓、測量用電流、電壓等共12 12 路模擬量數據。以路模擬量數據。以24 24 個間隔、個間隔、80 80 點點/ /周波采樣、周波采樣、16 16 位數據為例，每秒需傳輸處理數據位數據為例，每秒需傳輸處理數據2424* *1212* *1616* *8080* *50 bit50 bit，約，約18 M18 M。以上計算僅為純數據量，若按照。以上計算僅為純數據量，若按照IEC61850 IEC61850 規約傳輸，需傳輸處理數據量將會更規約傳輸，需傳輸處理數據量將會更大，如按照大，如按照IEC61850-9-2 IEC61850-9-2 規約標準規約標準88，則以上，則以

4、上80 80 點點/ /周波采樣時為：周波采樣時為：2424* *8080* *5050* *984 bit 984 bit ，約，約94.464 M94.464 M。如此。如此(rc)(rc)大量的數據，百兆以太網已無法大量的數據，百兆以太網已無法滿足數據傳輸的需要，大量數據的接收、轉換處理也已使滿足數據傳輸的需要，大量數據的接收、轉換處理也已使CPU CPU 不堪重負。不堪重負。第2頁/共48頁第三頁，共48頁。41).1).采樣模式分類采樣模式分類現有現有(xin yu)(xin yu)的數字化母差應用方案按采樣值處理模式分為兩類：的數字化母差應用方案按采樣值處理模式分為兩類：1.11.

5、1）點對點采樣模式：）點對點采樣模式：同步方式：插值同步、光纖秒脈沖同步、光纖同步方式：插值同步、光纖秒脈沖同步、光纖B B碼同步。碼同步。采樣數據處理：點對點接入，每個光纖接口僅接入采樣數據處理：點對點接入，每個光纖接口僅接入1 1個間隔個間隔MUMU數據。數據。 1.21.2）網絡采樣模式：）網絡采樣模式：同步方式：同步方式：15881588時鐘同步、光纖秒脈沖同步、光纖時鐘同步、光纖秒脈沖同步、光纖B B碼同步。碼同步。采樣數據處理：采樣數據處理：SVSV交換機網絡口接入，每個光纖接口接入若干個間隔交換機網絡口接入，每個光纖接口接入若干個間隔MUMU數據。數據。 第3頁/共48頁第四頁，

6、共48頁。52 2）. .采樣模式對比采樣模式對比.1.1）同步方式）同步方式: :點對點采樣模式：同步方式可靠，若采用插值同步方式，可不依賴于點對點采樣模式：同步方式可靠，若采用插值同步方式，可不依賴于外部時鐘。外部時鐘。網絡采樣模式：同步依賴于外部時鐘，由于網絡采樣模式：同步依賴于外部時鐘，由于SVSV交換機傳輸數據較大時交換機傳輸數據較大時，傳輸延時不固定，無法采用插值，傳輸延時不固定，無法采用插值同步。同步。. .）采樣數據處理：）采樣數據處理：點對點采樣模式：數據通過光纖點對點直連，傳輸數據可靠。點對點采樣模式：數據通過光纖點對點直連，傳輸數據可靠。網絡采樣模式：數據通過網絡采樣模式

7、：數據通過SVSV交換機傳輸，當母差連接間隔多時，需配交換機傳輸，當母差連接間隔多時，需配置通過多個光纖接口連接置通過多個光纖接口連接SVSV交換機，同時交換機，同時(tngsh)(tngsh)需對需對SVSV交換機進交換機進行行VLANVLAN劃分等優化采樣數據。劃分等優化采樣數據。. .）數據共享性：）數據共享性：點對點采樣模式：光纖直連，無法共享點對點采樣模式：光纖直連，無法共享SVSV組網的采樣數據。組網的采樣數據。網絡采樣模式：共享網絡采樣模式：共享SVSV網采樣數據，符合智能化電網數據網絡化及共網采樣數據，符合智能化電網數據網絡化及共享化的發展方向。享化的發展方向。第4頁/共48頁

8、第五頁，共48頁。6）采樣模式工程應用對比）采樣模式工程應用對比由于由于SVSV交換機數據傳輸延時不固定，在傳輸大量的采樣數據時，各間隔交流采樣數據經交換機數據傳輸延時不固定，在傳輸大量的采樣數據時，各間隔交流采樣數據經交換機傳輸到母線保護時間不一致，故同步方式只能采用外部時鐘同步方式。同時交換機交換機傳輸到母線保護時間不一致，故同步方式只能采用外部時鐘同步方式。同時交換機在負荷較重時，容易造成傳輸數據延時較大，對母線保護動作在負荷較重時，容易造成傳輸數據延時較大，對母線保護動作(dngzu)(dngzu)時間有影響。時間有影響。目前目前220kV220kV及以上的智能化變電站以及接線規模較大

9、的及以上的智能化變電站以及接線規模較大的110kV110kV變電站母線保護均采用點對變電站母線保護均采用點對點采樣模式，部分接線規模較小的點采樣模式，部分接線規模較小的110kV110kV及以下電壓等級的變電站母線保護采用網絡采樣及以下電壓等級的變電站母線保護采用網絡采樣模式。模式。第5頁/共48頁第六頁，共48頁。7 1) 接入方案說明 數字化母差保護接入方案：集中式與分布式。 集中式母差保護采用單臺母差主機完成母線保護的交流采樣、開入開出、保護運算(yn sun)、站控層通訊等功能。 分布式母差保護采用單臺母差主機+多臺母差子機共同完成母線保護功能，其中母差主機完成保護運算(yn sun)

10、及站控層通訊等功能，母差子機完成交流采樣、開入開出等功能，主機與子機之間通過光纖通訊完成數據交互。 集中式母差保護便于維護與管理，但接入多間隔保護裝置運算(yn sun)壓力較大。 分布式母差保護可減輕母差主機的交流采樣壓力，提高母差保護接入能力，且有利于保護裝置就地分布布置。 第6頁/共48頁第七頁，共48頁。8 1) 集中式母差保護應用配置情況：配置單臺母差保護主機。應用場合：110kV及以上電壓等級：母差保護接入間隔(jin g)數通常不大于24。配置獨立的合并單元以及智能終端，且合并單元在主控室集中組屏。第7頁/共48頁第八頁，共48頁。9集中式母差保護集中式母差保護(boh)(boh

11、)應用示意圖應用示意圖深圳南瑞主機 BP-2C-D 深圳南瑞深圳南瑞第8頁/共48頁第九頁，共48頁。10 2) 分布式母差保護應用一配置情況：配置單臺母差保護主機+多臺數字(shz)采樣母差子機。應用場合：35kV及以下電壓等級： 母差保護接入間隔數大于24。 間隔不配置獨立的智能終端與合并單元，采用四合一保護裝置，且保護裝置在開關柜接地放置?；ジ衅饔袝r配置傳統互感器，交流量需轉為數字(shz)量輸出。第9頁/共48頁第十頁，共48頁。11分布式母差保護分布式母差保護(boh)(boh)應用一示意圖應用一示意圖深圳南瑞深圳南瑞子機 BP-2C-D 主機 BP-2C-D 子機 BP-2C-D

12、深圳南瑞第10頁/共48頁第十一頁，共48頁。12 3) 分布式母差保護應用二配置情況：配置單臺母差保護主機+多臺傳統(chuntng)采樣母差子機。應用場合：傳統(chuntng)變電站智能化改造過程。改造過程中需接入間隔傳統(chuntng)交流采樣及開入開出并轉換為數字化采樣提供給主機。第11頁/共48頁第十二頁，共48頁。13分布式母差保護分布式母差保護(boh)(boh)應用二示意圖應用二示意圖第12頁/共48頁第十三頁，共48頁。14 1) 分布式母差在數字化母差改造過程中應用 在常規站改為智能化變電站改造過程中，母差保護改造是難點之一，陜西330kV延安變智能化變電站作為目前電壓

13、等級最高的智能化改造站，站內330kV與110kV母差改造過程具有一定的典型性，現以110kV母差改造為例，對分布式母差保護在母差改造過程中的應用進行說明。工程概況 陜西330kV延安變110kV母線為雙母線接線，含母聯在內共16個間隔。110kV母線配置單套母線保護裝置，母線保護改造前為傳統電纜采樣及跳閘，改造后改為數字采樣及跳閘。改造完成后，交流采樣由傳統互感器輸出給模擬量合并(hbng)單元轉換為數字量后采用點對點模式接入母線保護；開入開出信號通過智能終端轉換為數字量，并通過光纖點對點接入母線保護；各間隔之間的聯閉鎖以及啟失靈等信號通過GOOSE網絡方式接入母線保護。第13頁/共48頁第

14、十四頁，共48頁。15數字化母差改造方案選擇數字化母差改造方案選擇方案一：接入數字化母差保護直接改造方案方案一：接入數字化母差保護直接改造方案本站主接線為雙母線接線，可通過本站主接線為雙母線接線，可通過(tnggu)讓讓、段母線分列運行，改造前所段母線分列運行，改造前所有間隔掛接有間隔掛接母，接入傳統母線保護裝置，數字化改造后的間隔掛接母，接入傳統母線保護裝置，數字化改造后的間隔掛接母，接入數母，接入數字化母線保護裝置，所有間隔改造完后再將改造完的母聯間隔接入數字化母線保護字化母線保護裝置，所有間隔改造完后再將改造完的母聯間隔接入數字化母線保護，整個改造方案完成。，整個改造方案完成。優點：優點

15、：改造過程簡單，接線方便。改造過程簡單，接線方便。缺點：缺點：改造過程中要求母線長期分列運行，同時改造前期負荷集中于一段母線，對整站運改造過程中要求母線長期分列運行，同時改造前期負荷集中于一段母線，對整站運行方式有較大影響，且不適應于所有主接線。行方式有較大影響，且不適應于所有主接線。第14頁/共48頁第十五頁，共48頁。16數字化母差改造方案選擇數字化母差改造方案選擇方案二：母差保護子機過渡的改造方案方案二：母差保護子機過渡的改造方案改造前增加改造前增加(zngji)一臺母差保護子機接入原有的傳統接線，將數據轉換后用光纖一臺母差保護子機接入原有的傳統接線，將數據轉換后用光纖與母差保護主機通訊

16、。間隔改造過程中，已改造的數字化間隔通過合并單元與智能與母差保護主機通訊。間隔改造過程中，已改造的數字化間隔通過合并單元與智能操作直接接入母差保護主機，未改造的傳統間隔通過母差保護子機接入母差保護主操作直接接入母差保護主機，未改造的傳統間隔通過母差保護子機接入母差保護主機。全站改造完成后，所有數字化間隔直接接入母差保護主機，母差保護子機可撤機。全站改造完成后，所有數字化間隔直接接入母差保護主機，母差保護子機可撤除。除。優點：優點：改造過程不影響全站的保護運行方式及負荷分配，且適用于各種主接線。改造過程不影響全站的保護運行方式及負荷分配，且適用于各種主接線。缺點：缺點：改造過程較復雜，接線更改較

17、多。改造過程較復雜，接線更改較多。第15頁/共48頁第十六頁，共48頁。17改造方案比較改造方案比較改造要求：改造要求：1.改造過程中母線設備不能長期無保護改造過程中母線設備不能長期無保護(boh)運行，母線保護運行，母線保護(boh)不能長時間退出。不能長時間退出。兩套方案均滿足。兩套方案均滿足。2.本站負荷較重，且本站負荷較重，且2#主變需運行較長時間后再進行改造，不主變需運行較長時間后再進行改造，不允許母線保護允許母線保護(boh)長期分列運行。長期分列運行。方案一不能滿足，方案二滿足。方案一不能滿足，方案二滿足。綜合比較，決定綜合比較，決定110kV母線保護母線保護(boh)改造采用母

18、線保護改造采用母線保護(boh)子機子機過渡的改造方案。過渡的改造方案。數字化母差改造過程數字化母差改造過程整個改造方案可分為兩個階段，第一階段為傳統間隔接入母差保護整個改造方案可分為兩個階段，第一階段為傳統間隔接入母差保護(boh)子機后轉接到母差保護子機后轉接到母差保護(boh)主機，第二階段為改造完的數字主機，第二階段為改造完的數字化間隔接入母差保護化間隔接入母差保護(boh)主機，同時取消對應間隔至母差保護主機，同時取消對應間隔至母差保護(boh)子機的接線。其中，第二階段為改造重點及難點，接入改造完的子機的接線。其中，第二階段為改造重點及難點，接入改造完的數字化間隔后需對母差保護數字

19、化間隔后需對母差保護(boh)主機的主機的MU及及GOOSE配置文件進行配置文件進行調整。調整。第16頁/共48頁第十七頁，共48頁。18第一階段：傳統間隔接入母差保護子機后轉接到母差保護主機第一階段：傳統間隔接入母差保護子機后轉接到母差保護主機 由于本站連接負荷重要，為減少停電時間，采用退母線保護的方式將由于本站連接負荷重要，為減少停電時間，采用退母線保護的方式將傳統間隔電纜接線接入母差保護子機，并通過光纖連接到母差保護主機傳統間隔電纜接線接入母差保護子機，并通過光纖連接到母差保護主機?？紤]到母差保護重要性，除前期考慮到母差保護重要性，除前期(qinq)(qinq)聯調過程中完善保護調試，聯

20、調過程中完善保護調試，對保護程序及配置文件進行驗證備份外，還需在接線前對母線保護主機對保護程序及配置文件進行驗證備份外，還需在接線前對母線保護主機與子機進行嚴格的調試，同時保證接線的正確性。與子機進行嚴格的調試，同時保證接線的正確性。第一階段改造完的母線保護連接示意如下：第一階段改造完的母線保護連接示意如下：子機 BP-2C-D 子機 BP-2C-D F2F1確認返回第17頁/共48頁第十八頁，共48頁。19第二階段：改造后的數字化間隔直接接入母差保護主機第二階段：改造后的數字化間隔直接接入母差保護主機 第二階段停電工作配合間隔數字化改造來進行，改造間隔需停電。為減少停電造第二階段停電工作配合

21、間隔數字化改造來進行，改造間隔需停電。為減少停電造成的影響，且減少數字化改造時配置文件更改，本站改造采用同時若干間隔同時改成的影響，且減少數字化改造時配置文件更改，本站改造采用同時若干間隔同時改造的方式，全站造的方式，全站1515個間隔共分個間隔共分5 5個批次進行數字化改造，考慮到運行安全個批次進行數字化改造，考慮到運行安全(nqun)(nqun)及負荷分配，母聯間隔、及負荷分配，母聯間隔、1#1#主變、主變、2#2#主變分不同批次進行數字化改造。主變分不同批次進行數字化改造。由于母差保護裝置改造過程比較復雜，且接入不同間隔時母差保護主機配置方式需由于母差保護裝置改造過程比較復雜，且接入不同

22、間隔時母差保護主機配置方式需進行調整，故先針對各個階段的改造間隔對母差保護進行配置并聯調測試，聯調完進行調整，故先針對各個階段的改造間隔對母差保護進行配置并聯調測試，聯調完成后將配置文件進行保存，改造過程中直接導入配置，以免改造過程中由于配置錯成后將配置文件進行保存，改造過程中直接導入配置，以免改造過程中由于配置錯誤影響工作進度。誤影響工作進度。所有間隔數字化改造完成后取消母差保護子機及其接線，由所有間隔數字化改造完成后取消母差保護子機及其接線，由110kV110kV母差保護主機獨母差保護主機獨立完成母線保護功能。立完成母線保護功能。第18頁/共48頁第十九頁，共48頁。20第二階段改造(gi

23、zo)過程中的母線保護連接示意如下：子機 BP-2C-D F2F1確認返回深圳南瑞深圳南瑞子機 BP-2C-D 第19頁/共48頁第二十頁，共48頁。21第二階段改造完成的母線保護連接(linji)示意如下：F2F1確認返回深圳南瑞深圳南瑞深圳南瑞深圳南瑞第20頁/共48頁第二十一頁，共48頁。22數字化母差改造注意事項數字化母差改造注意事項母差保護子機與間隔合并單元同步測試母差保護子機與間隔合并單元同步測試 由于交流采樣同步性對母差保護差流計算影響較大，故需對母差保護子機以及合并單由于交流采樣同步性對母差保護差流計算影響較大，故需對母差保護子機以及合并單元的同步性進行測試。為保證交流采樣同步

24、性，本站母差保護主機采用插值同步方式，采元的同步性進行測試。為保證交流采樣同步性，本站母差保護主機采用插值同步方式，采樣同步不依賴于外部同步時鐘，但合并單元與母差保護子機需支持等間隔發送樣同步不依賴于外部同步時鐘，但合并單元與母差保護子機需支持等間隔發送(f (f snsn) )，且需保證通道延時與實際延時保持完全一致。，且需保證通道延時與實際延時保持完全一致。本站在南京動模試驗過程中，專門對采樣同步性進行測試，結果滿足要求。本站在南京動模試驗過程中，專門對采樣同步性進行測試，結果滿足要求。改造過程中母差保護配置測試改造過程中母差保護配置測試 由于本站改造間隔數量多，改造時間緊，改造過程相對復

25、雜，母差保護配置對改造過由于本站改造間隔數量多，改造時間緊，改造過程相對復雜，母差保護配置對改造過程順利進行影響重大。故本站在聯調過程中單獨針對改造各階段對母差保護進行配置文件程順利進行影響重大。故本站在聯調過程中單獨針對改造各階段對母差保護進行配置文件測試，同時將配置文件進行保存備份。測試，同時將配置文件進行保存備份。聯調過程中的專項測試保證了改造過程是配置的正確性以及一致性，同時極大的節約了改聯調過程中的專項測試保證了改造過程是配置的正確性以及一致性，同時極大的節約了改造過程中的配置及調試時間，保證了母差保護改造的及時性與可靠性。造過程中的配置及調試時間，保證了母差保護改造的及時性與可靠性

26、。 第21頁/共48頁第二十二頁，共48頁。23數字化母差改造經驗數字化母差改造經驗母差保護主機母差保護主機+ +子機的數字化母差保護改造工程應用方案子機的數字化母差保護改造工程應用方案 采用母差保護主機采用母差保護主機+ +子機的數字化分布式母差保護改造方案，是國網范圍內傳子機的數字化分布式母差保護改造方案，是國網范圍內傳統站數字化改造過程中首次應用，為后期傳統站的數字化改造提供了重要的指導意統站數字化改造過程中首次應用，為后期傳統站的數字化改造提供了重要的指導意義。采用母差保護主機義。采用母差保護主機+ +子機的改造方案與其他方案相比，有以下優點：子機的改造方案與其他方案相比，有以下優點：

27、適用于各種母線主接線形式。適用于各種母線主接線形式。改造過程中對母線運行方式沒有影響。改造過程中對母線運行方式沒有影響。改造過程中除接線過程外，不需要退出母線保護，改造時母線保護不改造過程中除接線過程外，不需要退出母線保護，改造時母線保護不需需 長期退出運行。長期退出運行。改造過程中采用母線保護子機進行轉接，與接入單間隔母差子機或合改造過程中采用母線保護子機進行轉接，與接入單間隔母差子機或合并單元及智能終端改造方案相比，可減少裝置接線更改，降低工作量及停電時間。并單元及智能終端改造方案相比，可減少裝置接線更改，降低工作量及停電時間。根據現場工程改造制定專項聯調測試根據現場工程改造制定專項聯調測

28、試(csh)(csh) 根據改造過程中的改造計劃，提前對數字化母差保護改造過程中各個階段配置根據改造過程中的改造計劃，提前對數字化母差保護改造過程中各個階段配置文件進行專項測試文件進行專項測試(csh)(csh)，可保證實際改造過程中配置的正確性與一致性，提，可保證實際改造過程中配置的正確性與一致性，提前解決改造過程中可能遇到的問題，保障改造過程中調試工作正確有效，從而提高前解決改造過程中可能遇到的問題，保障改造過程中調試工作正確有效，從而提高改造過程的效率。改造過程的效率。 第22頁/共48頁第二十三頁，共48頁。24 2) GOOSE與SV合并組網模式的母差保護工程應用 組網模式有利于數據

29、網絡化傳輸及建立數據共享平臺，對于部分較低電壓等級(dngj)的智能化變電站可采用GOOSE及SV合并組網模式。 浙江紹興110kV大侶變是國內較早進行組網模式應用的數字化變電站，該站110kV與10kV母差過程層網絡采用GOOSE與SV合并組網模式，現以110kV數字化為例，對過程層合并組網的母差保護應用進行說明。工程概況 浙江紹興110kV大侶變110kV母線本期為內橋接線，共接入5個間隔。10kV母線為單母線分段接線，含分段在內共24個間隔。110kV母線配置雙套母線保護裝置，過程層組網采用雙網模式，且GOOSE與SV合并組網模式。過程層雙網獨立，A套母線保護接入過程層A網，B套母線保護

30、接入過程層B網。第23頁/共48頁第二十四頁，共48頁。25 2) GOOSE與SV合并組網模式的母差保護工程應用 浙江紹興(sho xn)110kV大侶變110kV母線連接示意圖如下：第24頁/共48頁第二十五頁，共48頁。26 2) GOOSE與SV合并組網模式的母差保護工程應用工程應用特點：GMRP組播管理技術應用 組播流量優化，降低網絡使用帶寬(di kun)，避免了網絡堵塞，為SMV與GOOSE的共網提供了可能。 動態配置，減少手工操作。1588網絡同步技術應用 GPS對時裝置作為整個對時系統的主時鐘，以太網交換機作為透明時鐘，其他IED設備作為從時鐘。 通過IEEE1588 PTP

31、網絡對時方法，變電站內的IED設備與主時鐘進行對時同步。 以太網交換機作為透明時鐘，消除了網絡報文轉發交換環節對時間同步系統的影響，從而實現較高的同步精度。第25頁/共48頁第二十六頁，共48頁。27 2) GOOSE與SV合并(hbng)組網模式的母差保護工程應用性能指標：采樣數據同步性檢測： 通過網絡分析抓包分析，同一時刻各合并(hbng)單元的數據幀號誤差不大于1，則不同合并(hbng)單元同一數據幀到達保護的時間誤差不大于0.25(1*1000/4000)ms,則對保護裝置無影響。保護動作正確性測試： 為驗證網絡采樣模式下整站運行情況，站內共進行共三次一次接地實驗，母差保護區內保護正確

32、動作，區外保護正確不動作，保護動作出口時間正常穩定。第26頁/共48頁第二十七頁，共48頁。281 1）. .電磁兼容性電磁兼容性電磁兼容性與可靠性須達到或高于保護裝置的要求電磁兼容性與可靠性須達到或高于保護裝置的要求符合符合IEC61850-3IEC61850-3，IEEE1613 CLASS 2IEEE1613 CLASS 2標準：在型式試驗過程中，交換標準：在型式試驗過程中，交換機必須符合：無通信機必須符合：無通信(tng xn)(tng xn)故障、無通信故障、無通信(tng xn)(tng xn)延遲、無延遲、無通信通信(tng xn)(tng xn)中斷。中斷。2 2）. .實時性

33、和安全性實時性和安全性保證保證GOOSEGOOSE和和MUMU等實時報文傳輸，零丟包，等實時報文傳輸，零丟包，GOOSEGOOSE報文中最嚴格的要求報文中最嚴格的要求是是Type 1 A TripType 1 A Trip快速報文，總傳輸時間小于快速報文，總傳輸時間小于3ms3ms，包括，包括IEDIED的處理時間的處理時間加網絡延時。加網絡延時。保證網絡實時性，支持優先級。保證網絡實時性，支持優先級。確保信息只能由得到授權的人訪問，確保授權的用戶可以訪問到信息確保信息只能由得到授權的人訪問，確保授權的用戶可以訪問到信息，確保保護信息的正確、完整和信息處理方法。，確保保護信息的正確、完整和信息

34、處理方法。3 3）.IEC61850.IEC61850交換機網絡管理功能交換機網絡管理功能支持優先級和支持優先級和VLAN(802.1P/Q)VLAN(802.1P/Q)網絡狀態顯示、統計和故障分析功能（網絡狀態顯示、統計和故障分析功能（SNMPSNMP）Rapid Spanning TreeRapid Spanning Tree（802.1W802.1W）快速生成樹用于容錯環網結構）快速生成樹用于容錯環網結構第27頁/共48頁第二十八頁，共48頁。29IEEE 802.1Q定義了以下內容：VLAN的架構；VLAN中所提供的服務；VLAN實施中涉及的協議和算法IEEE802.1Q協議不僅規定V

35、LAN中的MAC幀的格式(g shi)，而且還制定諸如幀發送及校驗、回路檢測，對業務質量(QOS)參數的支持以及對網管系統的支持等方面的標準。 第28頁/共48頁第二十九頁，共48頁。30 快速生成樹協議（rapid spanning tree protocol）：802.1w由802.1d發展而成，這種協議在網絡結構發生變化時，能更快的收斂網絡。它比802.1d多了兩種端口類型：預備端口類型（alternate port）和備份端口類型。STP（Spanning Tree Protocol）是生成樹協議的英文縮寫。該協議可應用于環路網絡，通過一定的算法實現路徑冗余，同時將環路網絡修剪成無環路

36、的樹型網絡，從而避免報文在環路網絡中的增生和無限循環。STP的基本原理是，通過在交換機之間傳遞一種(y zhn)特殊的協議報文BPDU（在IEEE 802.1D中這種協議報文被稱為“配置消息”）來確定網絡的拓撲結構。配置消息中包含了足夠的信息來保證交換機完成生成樹計算。 第29頁/共48頁第三十頁，共48頁。31 1）.交換機配置因素 SV組網時，由于交流采樣數據量大，達到50%流量后容易出現丟包等異常；還容易出現數據傳輸延時加長，影響母線保護動作，造成母線保護慢動；帶1588功能的交換機在流量大時，也容易不穩定，造成1588同步失敗。 需對SV網絡交換機VLAN進行合理劃分，在80點采樣情況

37、下，單個SV網交換機發送數據間隔控制在6個以內，以控制交換機光網口數據量。 對于過程層網絡需進行1588校時或同步的情況，過程層交換機需支持1588校時或同步功能。 對于35kV及以下電壓等級母差保護采用網采網跳時，由于過程層交換機成本較高，若條件滿足，建議(jiny)采用GOOSE與SV合并組網方式。第30頁/共48頁第三十一頁，共48頁。322 2）. .通過通過VLANVLAN劃分以及劃分以及GMRPGMRP功能應用合理分配交流采樣數據功能應用合理分配交流采樣數據當母差保護通過網絡采樣模式當母差保護通過網絡采樣模式(msh)(msh)接入若干間隔時，若所有間隔交流采樣接入若干間隔時，若所

38、有間隔交流采樣數據經數據經SVSV交換機單個網口接入保護裝置時，保護裝置采集板可能由于采樣數據量過交換機單個網口接入保護裝置時，保護裝置采集板可能由于采樣數據量過大而無法處理。為保證保護裝置能正常處理交流采樣，需根據保護裝置裝置采樣處大而無法處理。為保證保護裝置能正常處理交流采樣，需根據保護裝置裝置采樣處理能力對交換機網口傳輸的交流采樣數據進行合理分配。理能力對交換機網口傳輸的交流采樣數據進行合理分配。 交流采樣數據分配可通過交換機交流采樣數據分配可通過交換機VLANVLAN劃分或劃分或GMRPGMRP功能實現，也可兩者結合使用。功能實現，也可兩者結合使用。第31頁/共48頁第三十二頁，共48

39、頁。33 GMRP主要實現組播數據在交換機上的動態拓撲，實現在交換機上的組播流量優化，最大限度降低網絡使用帶寬。 GMRP組播管理技術優點： 組播流量優化，降低網絡使用帶寬，避免了網絡堵塞，為SMV與GOOSE的共網提供了可能(knng)動態配置，減少手工操作。 GMRP GMRP 組播管理組播管理(gunl)(gunl)：第32頁/共48頁第三十三頁，共48頁。34GMRP主要技術原理：主要技術原理：將要接收的組播報文將要接收的組播報文MAC地址注冊到交換機。地址注冊到交換機。交換機對該交換機對該MAC地址實現動態拓撲功能，在地址實現動態拓撲功能，在STP上實現一個傳輸子樹。上實現一個傳輸子

40、樹。交換機將裝置發送交換機將裝置發送(f sn)出的組播報文，根據建立的傳輸子樹，從接收該出的組播報文，根據建立的傳輸子樹，從接收該報文的端口轉發到其他各個已注冊（訂閱）該組播的交換機端口。報文的端口轉發到其他各個已注冊（訂閱）該組播的交換機端口。 GMRP GMRP 組播管理組播管理(gunl)(gunl)：第33頁/共48頁第三十四頁，共48頁。353 3）. .交換機報文傳輸交換機報文傳輸(chun sh)(chun sh)交流采樣丟幀問題處理交流采樣丟幀問題處理 當交換機報文傳輸當交換機報文傳輸(chun sh)(chun sh)丟幀造成交流采樣丟點時，母差保丟幀造成交流采樣丟點時，母

41、差保護裝置收到的交流采樣點號出現不連續，保護裝置需對該情況進行相應護裝置收到的交流采樣點號出現不連續，保護裝置需對該情況進行相應處理。對于單點丟失的情況，保護裝置可通過插值方式對采樣數據進行處理。對于單點丟失的情況，保護裝置可通過插值方式對采樣數據進行補齊，若出現一點以上連續丟點，保護裝置需發告警信息，同時閉鎖相補齊，若出現一點以上連續丟點，保護裝置需發告警信息，同時閉鎖相關保護。關保護。第34頁/共48頁第三十五頁，共48頁。364 4）. .交換機報文傳輸采樣數據延時超長問題處理交換機報文傳輸采樣數據延時超長問題處理 由于由于SVSV交換機數據傳輸延時不固定，在傳輸大量的采樣數據時，各間隔

42、交流采樣數據交換機數據傳輸延時不固定，在傳輸大量的采樣數據時，各間隔交流采樣數據經交換機傳輸到母線保護時間不一致，故同步方式只能采用外部時鐘同步方式。同時交換經交換機傳輸到母線保護時間不一致，故同步方式只能采用外部時鐘同步方式。同時交換機在負荷較重時，容易造成傳輸數據延時較大，對母線保護動作時間有影響機在負荷較重時，容易造成傳輸數據延時較大，對母線保護動作時間有影響(yngxing)(yngxing)。當交換機由于負荷過大或者其他原因導致部分網口傳輸延時超長時，母。當交換機由于負荷過大或者其他原因導致部分網口傳輸延時超長時，母差保護裝置收到的部分間隔的采樣數據可能滯后，保護裝置需對該情況進行相

43、應處理。若差保護裝置收到的部分間隔的采樣數據可能滯后，保護裝置需對該情況進行相應處理。若間隔采樣滯后于其他間隔一定范圍（如間隔采樣滯后于其他間隔一定范圍（如2323個采樣點），保護裝置可通過滯后使用采樣點個采樣點），保護裝置可通過滯后使用采樣點來實現數據同步，若出現采樣滯后時間過長，保護裝置認為同步異常，重新對采樣數據進來實現數據同步，若出現采樣滯后時間過長，保護裝置認為同步異常，重新對采樣數據進行同步。行同步。第35頁/共48頁第三十六頁，共48頁。37智能(zh nn)變電站37TS&F 為單臺工業交換機存儲轉發的時間，TS&F 5s；Td為等待在隊列中背景流量傳輸時間；T

44、t.實時數據報文端到端的傳輸時間； T =(Lb+)8bit/100000000bps第36頁/共48頁第三十七頁，共48頁。38智能(zh nn)變電站38實時報文長度（實時報文長度（ByteByte）延時（延時（us）12812815152562562727512512474710241024868615181518124124第37頁/共48頁第三十八頁，共48頁。39智能(zh nn)變電站39實時報文長度（ByteByte）非實時128 Bytes128 Bytes延遲(us)(us)非實時256 Bytes256 Bytes延遲(us)(us)非實時512 Bytes512 Byt

45、es延遲(us)(us)非實時1024 1024 BytesBytes延遲(us)(us)非實時1518 1518 BytesBytes延遲(us)(us)12812814 14 23 23 40 40 72 72 112 112 25625623 23 22 22 38 38 75 75 106 106 51251241 41 41 41 41 41 78 78 110 110 1024102480 80 78 78 79 79 78 78 113 113115 114 114 113 113 117 117 125 125 第38頁/共48頁第三十九頁，共48頁。

46、405 5）. .母差保護與交換機配合應用母差保護與交換機配合應用由于由于(yuy)(yuy)目前過程層交換機成本較高，對于部分電壓等級比較低的目前過程層交換機成本較高，對于部分電壓等級比較低的母差保護應用，如母差保護應用，如10kV10kV與與35kV35kV的數字化母差保護，對網絡采樣模式，將的數字化母差保護，對網絡采樣模式，將GOOSEGOOSE網與網與SVSV網合并組網，可大大降低過程層交換機成本。網合并組網，可大大降低過程層交換機成本。第39頁/共48頁第四十頁，共48頁。41母差各種( zhn)組網方式比較：網絡架構網絡架構優點優點缺點和問題缺點和問題MMS/GOOSE/SMV三網

47、合一網絡架構簡化；全部通過網絡交換數據；充分實現全站數據共享；充分實現智能變電站的設計思想；MMS數據有效率低，數據通訊不可控， TCP/IP通訊方式易產生廣播風暴，癱瘓網絡，網絡交換控制復雜；完全依賴交換機性能；只能采用時鐘源同步方式；MMS獨立SMV/GOOSE合一網絡架構較簡化；實時數據通過網絡共享；SMV數據影響GOOSE報文的實時性；較依賴交換機性能；只能采用時鐘源同步方式；MMS/GOOSE/SMV各自獨立組網數據根據類型和特點分類組網，兼顧了網絡架構和數據共享，減輕了對交換機網絡的依賴； 只能采用時鐘源同步方式；MMS獨立組網GOOSE獨立組網SMV和GOOSE點對點數據根據類型

48、和特點分類組網；重要數據采用點對點聯接，可靠 性高；采樣點插值同步，不依賴于 外部設備；網絡架構復雜；工程實施維護復雜；保護裝置，智能終端網絡接口多，功耗大。MMS獨立組網保護點對點、測控組網數據根據類型和特點分類組網；保護可靠性高，不依賴外部；可擴展性好網絡架構復雜；工程實施維護復雜；保護裝置、智能終端網絡接口多，功耗大第40頁/共48頁第四十一頁，共48頁。42 【3/23/2接線接線(ji xin)(ji xin)】母線保護組網用來實現保護間互操作、給故障錄器、】母線保護組網用來實現保護間互操作、給故障錄器、報文分析儀等提供信息報文分析儀等提供信息: :GOOSE網SMV網智能終端合并單

49、元智能終端合并單元母母線電壓合并單元ECT1第1串EVTPRS-7000 II母ECTn第n串智能終端合并單元ECT2第2串第41頁/共48頁第四十二頁，共48頁。43 【220kV/110kV220kV/110kV】母線保護】母線保護(boh)(boh)組網用來實現保護組網用來實現保護(boh)(boh)間互操作、給間互操作、給故障錄器、報文分析儀等提供信息故障錄器、報文分析儀等提供信息: :母線電壓合并單元GOOSE網智能終端間隔合并單元 間隔nPRS-7000 SMV網智能終端間隔合并單元間隔1第42頁/共48頁第四十三頁，共48頁。44 【35kV/10kV35kV/10kV】母線】母線(mxin)(mxin)保護保護網采網跳且網采網跳且SVSV與與GOOSEGOOSE共網共網: :母線電壓合并單元GOOSE網智能終端間隔合并單元 間隔nPRS-7000 SMV網智能終端間隔合并單元間隔1SMV與GOOSE共網第43頁/共48頁第四十四頁，共48頁。456 6）. .支持支持IEEE 1588IEEE 1588時鐘時鐘(shzhng)(shzhng)同步的過程層交換機應用同步的過程層交換機應用 IEEE 1588 IEEE 1588時鐘時鐘(shzhng)(shzhng)同步技術的優勢在于可復用交換機網絡同步技術的優勢在于可復用交換