论文部分内容阅读
江西省送变电建设公司
摘要：本文主要是阐述了有关于数字变电站的一些关键测试技术，以此来更好的运用于实际工作当中。
关键词：数字变电站；应用；测试技术
1、智能变电站概念
随着智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站即将进入数字化新阶段。智能数字变电站为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，它采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。它是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850 通信规范基础上分层构建，实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能化一次设备有电子式互感器、合并单元、智能终端等，网络化二次设备有保护装置、测控装置、录波器、在线网络分析仪、电度表等。
2、数字站和智能变电站的主要区别是？
答：数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内IED设备信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站应增设以变压器、断路器等为重点监测对象的在线状态监测单元，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态量进行在线监测，实现设备状态信息数字化采集、网络化传输、状态综合分析及可视化展示。
3、一次设备智能化
答：智能化一次设备包括电子式/光电式互感器、智能终端
电子式互感器：一次设备中测量电网电流，输出低电平模拟信号和/或提供数字输出的变送器。
智能终端：用以将传统开关和刀闸的电缆信号就地转化为数字信号，并将间隔层设备发送来的数字信号解析为电缆信号的装置。
4、二次设备网络化
答：保护装置、测控装置、录波器、在线网络分析仪、电度表等，二次设备可从交换机上去数据，实现数据、信息共享。
5、数字化变电站系统分层分布化
答：根据IEC61850便准的描述，变电站的一、二次设备可分为三层：1、过程层（设备层）；2、间隔层；3、站控层（变电站层）
过程层：只要是指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及辅助接点，电流、电压互感器、智能终端等一次设备。
间隔层：一般按断路器间隔划分，具有测量、控制元件或继电保护元件。
测量、控制元件负责该间隔的测量、监视、断路器的操作控制和联闭锁，以及时间顺序记录等。保护元件负责该间隔线路变压器等设备的保护、故障记录等。
站控层：站控层包括监控主机、远动通信机等，变电站层设现场总线或局域网，实现各主机之间、监控主机与间隔层之间信息交换。
6、非常规互感器
答：非常规互感器依其变换原理可以分为有源和无源两大系列，有源非常规互感器又称为电子式电压/电流互感器（EVT/ECT），其特点是需要向传感头提供电源，主要以洛夫斯基线圈为代表；无源非常规互感器主要指采用法拉第效应光学测量原理的电流互感器，又称为光电式电压/电流互感器（OVT/OCT），其特点是无需向传感头提供电源
7、智能终端
答：用以将传统开关和刀闸的电缆信号就地转化为数字信号，并将间隔层设备发送来的数字信号解析为电缆信号的装置，智能终端与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。
8、数字变电站现场中数字保护接口方式
答：1）输入电压、电流为模拟量，跳、合闸等状态量采用GOOSE传递。（使用PW460/L336测试仪试验）
2）输入电压、电流为数字量，开入、开出采用硬接点连接。（使用PWF系列测试仪试验）
3）输入电压、电流为数字量，跳、合闸等状态量采用GOOSE传递。（使用PWF系列测试仪试验）
9、数字化变电站组网方式
答：国网典型组网方式：间隔内保护装置采用直采直跳方式，主变、母差保护装置goose通过交换机组网。
南网典型组网方式：采样与goose都通过交换机组网。
10、光数字测试与传统测试有什么区别？
答：不同点：传统测试仪输出的电压电流为模拟量，开入、开出为硬接点信号，数字测试仪输出电压电流为数字量的61850-9-1/9-2，开入、开出为数字量的goose信息。
相同点：试验方法和试验原理是相同的。
11、61850报文配置的意义
答：测试仪模拟MU给保护装置加采样，每个MU发出一组报文信息（每个MU发出的报文信息中所包含的MAC地址等信息在同一个变电站中是唯一的），报文信息中包含了接收保护装置的MAC地址、APPID、SVID等信息，保护装置通过判断报文信息是否是与本装置配置信息一致来决定报文的取舍。所以在做数字保护试验时，报文配置是最重要的一项。
12、报文配置错误会产生什么问题？
答：如果测试仪直接连接到保护装置上，报文配置错误时保护装置将会报采样异常，不能给保护装置加量，此情况下不会影响到其他保护装置。
如果测试仪通过交换机连接到保护装置上，报文配置错误时此保护装置会报采样异常，但是错误的信息可能与其他保护装置配置一致，可能导致其他保护装置误动作。（建议在现场试验时尽量不要通过交换机给保护装置加采样或goose，如果通过交换机一定要仔细检查配置信息）。
13、61850报文中通道设置的意义
答：报文通道配置相当于传统保护的电压、电流接线。对于传统保护，我们可以通过保护装置的端子排接线图把电流电压测试线连接到端子排上面去，然后通过测试仪给保护加电流和电压。但是对于数字保护，电压电流都是通过报文传输的，一组报文中包含了此MU发送的所有电流值和电压值，电压值、电流值按一定顺序排列在报文中，在通道配置中正确配置好电压电流顺序才能正确输出电压电流值。 14、变电站配置语言SCL（Substation Configuration Language）
答：文件一共有4种，SSD（一次系统配置文件）、SCD（全站系统配置文件）、ICD（装置模板配置文件）和CID（装置实例配置文件），软件能导入SCD，ICD和CID文件。这些文件都是由系统集成商提供的。
15、Goose订阅、发布的定义？
答：Goose即Generic Object Oriented Substation Event（通用面向对象的变电站事件），提供了变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等报文的传输。Goose订阅是接收保护的动作信息的报文并获取保护的动作信息已形成闭环测试，即为开入量功能的数字化。Goose发布是测试仪发送goose信息给保护装置或其他设备，如测试仪模拟智能终端给保护装置发送开关位置信息，或测试仪模拟保护装置给智能终端发送跳闸信息，即为开出量功能的数字化。PWF系列数字测试仪软件可以订阅5组Goose发布12组Goose，PW460（国外型号）可以订阅3组Goose发布1组Goose。
16、IEC61850-9-1定义
答：IEC61850-9-1是一种模拟量采样值传输的抽象服务映射，这种传输基于与IEC 60044-7/8 相一致的单向多路点对点串行通信链路。不支持“GetMSvCBValues/SetMSvCBv ues”等控制服务，也不支持对数据对象的直接访问等服务。它可用于变电站内电子式电流互感器（ECT）或电压互感器（EVT）的合并单元与诸如继电保护这样的间隔层设备之间的通信。
17、IEC61850-9-2的定义
答：IEC61850-9-2不仅支持采样值报文的广播/组播和单播传输，而且支持对多点传送的采样值控制块（MSVCB）进行读和设置，支持对数据集的更改和对数据对象的直接访问。帧格式可以灵活定义。9-2 在映射的完备性和灵活性方面都优于9-1，在智能变电站中采用9-2有助于将以太网技术引进到过程总线通信中，从而推动和加快IEC 61850 在过程层自动化中的工程应用。
18、SMV通道配置有什么需要注意的？
答：IEC61850-9-2中勾选IEC61850-9-2LE时候通道为标准8通道，无法自行修改，IEC61850-9-1/60044-7/8中勾选“标准IEC61850-9-1/60044-7/8”通道会为默认9-1标准12格式，通道数目不能更改。所以没有特殊情况都勾选“自定义”。配置采样值信息的时候，导入SCD文件相关的通道都是自动配置起来的。
摘要：本文主要是阐述了有关于数字变电站的一些关键测试技术，以此来更好的运用于实际工作当中。
关键词：数字变电站；应用；测试技术
1、智能变电站概念
随着智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站即将进入数字化新阶段。智能数字变电站为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，它采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。它是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850 通信规范基础上分层构建，实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能化一次设备有电子式互感器、合并单元、智能终端等，网络化二次设备有保护装置、测控装置、录波器、在线网络分析仪、电度表等。
2、数字站和智能变电站的主要区别是？
答：数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内IED设备信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站应增设以变压器、断路器等为重点监测对象的在线状态监测单元，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态量进行在线监测，实现设备状态信息数字化采集、网络化传输、状态综合分析及可视化展示。
3、一次设备智能化
答：智能化一次设备包括电子式/光电式互感器、智能终端
电子式互感器：一次设备中测量电网电流，输出低电平模拟信号和/或提供数字输出的变送器。
智能终端：用以将传统开关和刀闸的电缆信号就地转化为数字信号，并将间隔层设备发送来的数字信号解析为电缆信号的装置。
4、二次设备网络化
答：保护装置、测控装置、录波器、在线网络分析仪、电度表等，二次设备可从交换机上去数据，实现数据、信息共享。
5、数字化变电站系统分层分布化
答：根据IEC61850便准的描述，变电站的一、二次设备可分为三层：1、过程层（设备层）；2、间隔层；3、站控层（变电站层）
过程层：只要是指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及辅助接点，电流、电压互感器、智能终端等一次设备。
间隔层：一般按断路器间隔划分，具有测量、控制元件或继电保护元件。
测量、控制元件负责该间隔的测量、监视、断路器的操作控制和联闭锁，以及时间顺序记录等。保护元件负责该间隔线路变压器等设备的保护、故障记录等。
站控层：站控层包括监控主机、远动通信机等，变电站层设现场总线或局域网，实现各主机之间、监控主机与间隔层之间信息交换。
6、非常规互感器
答：非常规互感器依其变换原理可以分为有源和无源两大系列，有源非常规互感器又称为电子式电压/电流互感器（EVT/ECT），其特点是需要向传感头提供电源，主要以洛夫斯基线圈为代表；无源非常规互感器主要指采用法拉第效应光学测量原理的电流互感器，又称为光电式电压/电流互感器（OVT/OCT），其特点是无需向传感头提供电源
7、智能终端
答：用以将传统开关和刀闸的电缆信号就地转化为数字信号，并将间隔层设备发送来的数字信号解析为电缆信号的装置，智能终端与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。
8、数字变电站现场中数字保护接口方式
答：1）输入电压、电流为模拟量，跳、合闸等状态量采用GOOSE传递。（使用PW460/L336测试仪试验）
2）输入电压、电流为数字量，开入、开出采用硬接点连接。（使用PWF系列测试仪试验）
3）输入电压、电流为数字量，跳、合闸等状态量采用GOOSE传递。（使用PWF系列测试仪试验）
9、数字化变电站组网方式
答：国网典型组网方式：间隔内保护装置采用直采直跳方式，主变、母差保护装置goose通过交换机组网。
南网典型组网方式：采样与goose都通过交换机组网。
10、光数字测试与传统测试有什么区别？
答：不同点：传统测试仪输出的电压电流为模拟量，开入、开出为硬接点信号，数字测试仪输出电压电流为数字量的61850-9-1/9-2，开入、开出为数字量的goose信息。
相同点：试验方法和试验原理是相同的。
11、61850报文配置的意义
答：测试仪模拟MU给保护装置加采样，每个MU发出一组报文信息（每个MU发出的报文信息中所包含的MAC地址等信息在同一个变电站中是唯一的），报文信息中包含了接收保护装置的MAC地址、APPID、SVID等信息，保护装置通过判断报文信息是否是与本装置配置信息一致来决定报文的取舍。所以在做数字保护试验时，报文配置是最重要的一项。
12、报文配置错误会产生什么问题？
答：如果测试仪直接连接到保护装置上，报文配置错误时保护装置将会报采样异常，不能给保护装置加量，此情况下不会影响到其他保护装置。
如果测试仪通过交换机连接到保护装置上，报文配置错误时此保护装置会报采样异常，但是错误的信息可能与其他保护装置配置一致，可能导致其他保护装置误动作。（建议在现场试验时尽量不要通过交换机给保护装置加采样或goose，如果通过交换机一定要仔细检查配置信息）。
13、61850报文中通道设置的意义
答：报文通道配置相当于传统保护的电压、电流接线。对于传统保护，我们可以通过保护装置的端子排接线图把电流电压测试线连接到端子排上面去，然后通过测试仪给保护加电流和电压。但是对于数字保护，电压电流都是通过报文传输的，一组报文中包含了此MU发送的所有电流值和电压值，电压值、电流值按一定顺序排列在报文中，在通道配置中正确配置好电压电流顺序才能正确输出电压电流值。 14、变电站配置语言SCL（Substation Configuration Language）
答：文件一共有4种，SSD（一次系统配置文件）、SCD（全站系统配置文件）、ICD（装置模板配置文件）和CID（装置实例配置文件），软件能导入SCD，ICD和CID文件。这些文件都是由系统集成商提供的。
15、Goose订阅、发布的定义？
答：Goose即Generic Object Oriented Substation Event（通用面向对象的变电站事件），提供了变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等报文的传输。Goose订阅是接收保护的动作信息的报文并获取保护的动作信息已形成闭环测试，即为开入量功能的数字化。Goose发布是测试仪发送goose信息给保护装置或其他设备，如测试仪模拟智能终端给保护装置发送开关位置信息，或测试仪模拟保护装置给智能终端发送跳闸信息，即为开出量功能的数字化。PWF系列数字测试仪软件可以订阅5组Goose发布12组Goose，PW460（国外型号）可以订阅3组Goose发布1组Goose。
16、IEC61850-9-1定义
答：IEC61850-9-1是一种模拟量采样值传输的抽象服务映射，这种传输基于与IEC 60044-7/8 相一致的单向多路点对点串行通信链路。不支持“GetMSvCBValues/SetMSvCBv ues”等控制服务，也不支持对数据对象的直接访问等服务。它可用于变电站内电子式电流互感器（ECT）或电压互感器（EVT）的合并单元与诸如继电保护这样的间隔层设备之间的通信。
17、IEC61850-9-2的定义
答：IEC61850-9-2不仅支持采样值报文的广播/组播和单播传输，而且支持对多点传送的采样值控制块（MSVCB）进行读和设置，支持对数据集的更改和对数据对象的直接访问。帧格式可以灵活定义。9-2 在映射的完备性和灵活性方面都优于9-1，在智能变电站中采用9-2有助于将以太网技术引进到过程总线通信中，从而推动和加快IEC 61850 在过程层自动化中的工程应用。
18、SMV通道配置有什么需要注意的？
答：IEC61850-9-2中勾选IEC61850-9-2LE时候通道为标准8通道，无法自行修改，IEC61850-9-1/60044-7/8中勾选“标准IEC61850-9-1/60044-7/8”通道会为默认9-1标准12格式，通道数目不能更改。所以没有特殊情况都勾选“自定义”。配置采样值信息的时候，导入SCD文件相关的通道都是自动配置起来的。