61850变电站对运行设计的要求

nullIEC61850对 变电站运行要求IEC61850标准对 变电站运行设计要求内容：应用IEC61850标准变电站模式 应用IEC61850标准变电站设计要求 应用IEC61850标准变电站运行要求内容：应用IEC61850标准变电站模式使用模板节省时间应用IEC61850标准变电站模式61850变电站 数字化变电站 61850变电站使用模板节省时间61850变电站特点： IEC61850标准只作为通信 站控层、网络层、间隔层 光纤或双绞线以太网 利用现有二次技术/结合一次设备 运行模式/习惯与传统变电站一致 61850变电站：结构图61850变电站：结构图站控层网络层间隔层数字化变电站使用模板节省时间数字化变电站特点： IEC61850标准不仅作为通信规范 IEC61850标准规范采样/传输等模式 光纤或双绞线以太网 站控层、间隔层、过程层 一/二次设备使用光缆连接 采用智能互感器/开关 其余一次设备与传统变电站一致 IEC61850标准对设计的要求使用模板节省时间IEC61850标准对设计的要求61850变电站 一二次设备设计符合传统变电站习惯数字化变电站 重视通信网络设计 智能开关/互感器不同于传统变电站 通信网络与GOOSE网络分开 重视二次设备智能与一次设备连接61850变电站：一次设备配置使用模板节省时间61850变电站：一次设备配置一次设备与传统变电站一致 开关、刀闸、互感器、电抗器等不 需要具备61850标准 一次设备间接线设计符合传统变电 站设计标准 61850变电站：一/二次设备连接使用模板节省时间61850变电站：一/二次设备连接一二次设备连接与传统变电站一致 互感器与测控装置、保护装置仍然 采用传统电缆连接 开关、刀闸、变压器与测控装置、 保护装置、操作箱仍然采用传统电 缆连接 61850变电站:二次结构分层使用模板节省时间61850变电站:二次结构分层 站控层 网络层 间隔层 二次结构与传统变电站一致 61850变电站：二次结构图61850变电站：二次结构图▼61850变电站：站控层使用模板节省时间61850变电站：站控层 监控后台（嵌入五防系统） 高层应用/用户界面符合传统变电站使用习惯 工程师站 保护信息子站 通信规约：IEC61850标准 传统主子站通信规约 远动设备 与调度通信采用传统通信规约和介质 采用61850通信模块接入站内设备 远动设备硬件无需改动 具备IEC61850标准站控层设备61850变电站：站控层使用模板节省时间61850变电站：站控层 独立五防 暂不具备IEC61850标准站控层设备通信介质：以太网或串口 通信规约：各厂商自订规约 接入性能：后台兼容非61850标准61850变电站：站控层使用模板节省时间61850变电站：站控层 必须支持传统IRIG-B对时 保证各二次设备具有统一绝对时间 可不支持SNTP对时方式 对时精度不高 SNTP服务器模式不统一 可作为备用对时系统 GPS设备61850变电站：网络层使用模板节省时间61850变电站：网络层 组网方式 监控双网配置 保护信息单网 网络采用星型结构 热备用方式 ▲ 监控双网传输信息 保护信息、测控采样信息 联闭锁GOOSE信息、顺控信息等 保护信息单网传输信息 保护信息、录波信息等 光纤或双绞线交换机61850变电站：网络层61850变电站：网络层光虎丘变系统示意图61850变电站：网络层使用模板节省时间61850变电站：网络层 各小室内采用一个或多个双绞线交换机连接不 同间隔层设备组网方式 主控室内采用一个或多个双绞线交换机连接不 同站控层设备交换机级联方式61850变电站：网络层使用模板节省时间61850变电站：网络层 各小室双绞线交换机、主控室双绞线交换机通 过光纤级联到主控室光纤交换机，形成星型网 络结构交换机级联方式61850变电站：网络层使用模板节省时间61850变电站：网络层 每一网络从物理上隔离，避免出现网络交叉 监控A网与监控B网完全隔离， 不允许出现A、B网交换机通过网线连接交换机组网注意事项61850变电站：网络层使用模板节省时间61850变电站：网络层 IRIG-B对时单独组网 主控室与各小室间采用光纤 SNTP对时网络可使用监控双网或保护信息网 对时网络61850变电站：间隔层使用模板节省时间61850变电站：间隔层 保护装置、测控装置 低压保护测控一体化装置 规约转换器 通过双网接入监控网 保护装置、录波器 接入保护信息网 具备IEC61850标准间隔设备61850变电站：间隔层使用模板节省时间61850变电站：间隔层 电度、直流屏、其他智能装置 通过串口等方式将其接入规约转换器 由规约转换器转换为61850标准，实现通信功能暂不具备IEC61850标准间隔层设备61850变电站：间隔层使用模板节省时间61850变电站：间隔层 符合传统保护装置软压板功能 通过装置菜单就地投/退 通过监控后台、信息子站、 调度（利用远动装置）远方投/退 采用61850标准的增强型遥控模式保护装置软压板61850变电站：间隔层使用模板节省时间61850变电站：间隔层 符合传统保护装置硬压板功能 安装在保护屏柜中 通过电缆线连接开入/跳闸回路保护装置硬压板数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备 电子式互感器、智能化开关外， 其他一次设备均采用传统设备 电子式互感器(传感模块+合并单元) 智能化开关 数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备 按一次传感部分是否需要供电划分 有源式电子互感器 无源式电子互感器 按应用场合划分 GIS结构的电子互感器 AIS结构(独立式)电子互感器 直流用电子式互感器 电子式互感器分类数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备 电子式互感器通常由传感模块和 合并单元两部分构成，传感模块又称 远端模块,安装在高压一次侧，负责采 集、调理一次侧电压电流并转换成数 字信号。 合并单元安装在二次侧，负责对 各相远端模块传来的信号做同步合并 处理 电子式互感器构成数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备图1 中低压电子式电流互感器图2 中低压测相间电压的电子式电压互感器图3 中低压测相对地电压的电子式电压互感器图4 中低压母线电子式电压互感器数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备电子式互感器与合并单元接口一次测远端模 块与二次侧合 并单元之间采 用光纤通信数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备电子式互感器与合并单元接口信号合并、数据同步、分配信号、供电数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备合并单元数据分发模式 采样数据传送标准（1） －IEC60044-8：点对点光纤串行数据接口 传输延时确定 可以采用再采样技术实现同步采样 硬件和软件实现简单 适合保护要求数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备合并单元数据分发模式 采样数据传送标准（2） － IEC61850-9-1/2：网络数据接口 传输延时不确定 无法准确采用再采样技术 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 硬件和软件实现都将困难 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、 变压器等保护的数据处理 比较适合测控、电能仪表一类数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备GIS用电子式电流电压互感器电子式互感器应用情况数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备电子式互感器应用情况合并单元线路保护数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备电子式互感器应用情况数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备智能开关 智能汇控柜+传统机械机构开关 智能操作箱+传统开关数字化变电站：一次设备使用模板节省时间数字化变电站：一次设备基于保护及智能控制柜的变电站基本结构数字化变电站：站内结构数字化变电站：站内结构支持电子式互感器和GOOSE的数字化变电站数字化变电站：站内结构数字化变电站：站内结构支持电子互感器和智能汇控柜的数字化变电站数字化变电站：站控层使用模板节省时间数字化变电站：站控层 监控后台、工程师站、五防主机、 保护信息子站、远动设备、GSP装 置能实现IEC61850标准数字化变电站：间隔层使用模板节省时间数字化变电站：间隔层 保护装置、测控装置、低压保护 测控一体化装置、规约转换器等 通过双网接入监控网 保护、录波器还需要接入保护信 息网 数字化变电站：间隔层使用模板节省时间数字化变电站：间隔层 符合传统保护装置软压板功能 通过装置菜单就地投/退 通过监控后台、信息子站、 调度（利用远动装置）远方投/退 采用61850标准的增强型遥控模式保护装置软压板数字化变电站：间隔层使用模板节省时间数字化变电站：间隔层 功能型硬压板（开入硬压板） 与传统保护硬压板一致 出口型硬压板（跳/合闸硬压板） 区别于传统保护 并没有串入跳/合闸回路中，而是当作保护的开入 跳/合闸出口硬压板投入时，保护才会发送GOOSE 跳/合闸令 跳/合闸出口硬压板退出时，保护将不会发送GOOSE 跳/合闸令 保护装置硬压板数字化变电站：间隔层使用模板节省时间数字化变电站：间隔层 直流屏、其他智能装置不能实现 61850通信 可以通过串口等方式将其接入规约 转换器 由规约转换器转换为61850标准，实 现通信功能 其他智能装置数字化变电站：过程层使用模板节省时间数字化变电站：过程层 智能操作箱、智能汇控柜、合并单元 智能操作箱侧配置出口硬压板 硬压板串入开关跳/合闸机构回路。 由测控、保护等都通过GOOSE发送 跳/合闸令到智能操作箱 由智能操作箱实现开关跳/合 其他智能装置61850变电站：各层连接方式使用模板节省时间61850变电站：各层连接方式 光纤或双绞线交换机 监控双网配置＋保护信息单网 网络采用星型结构 监控双网传输保护信息、测控 采样信息、联闭锁GOOSE 信息、 顺控信息 保护信息单网传输保护信息、 录波信息等站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间数字化变电站：各层连接方式 光纤或双绞线交换机 监控双网配置＋保护信息单网 网络采用星型结构 监控双网传输保护信息、测控 采样信息、联闭锁GOOSE 信息、 顺控信息 保护信息单网传输保护信息、 录波信息等站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间数字化变电站：各层连接方式 各小室内采用一个或多个双绞线交换机连接不 同间隔层设备组网方式 主控室内采用一个或多个双绞线交换机连接不 同站控层设备站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间数字化变电站：各层连接方式 各小室双绞线交换机、主控室双绞线交换机通 过光纤级联到主控室光纤交换机，形成星型网 络结构站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间数字化变电站：各层连接方式 每一网络从物理上隔离，避免出现网络交叉 监控A网与监控B网完全隔离， 不允许出现A、B网交换机通过网线连接站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间 IRIG-B对时单独组网 SNTP对时网络可使用监控双网或保护信息网 数字化变电站：各层连接方式站控层与间隔层数字化变电站：各层连接方式使用模板节省时间 光纤或双绞线交换机 GOOSE双网配置。 网络采用星型结构 传输保护跳闸重合闸命令信息、 开关位置信息 通常以小室为范围组成独立的 GOOSE网络 GOOSE网必须与监控网、信息子 站网独立 数字化变电站：各层连接方式间隔层与过程层IEC61850标准对运行的要求使用模板节省时间IEC61850标准对运行的要求61850变电站 符合传统变电站运行习惯数字化变电站 二次设备功能不变,菜单略有变化 站控层/间隔层装置与传统变电站一致 通信网络与GOOSE网络分开61850变电站使用模板节省时间61850变电站 二次设备通常都具有61850通信 功能，但由于其外部模拟采样、数字 信号输入的方式仍然与常规变电站内 二次设备一致，因此其逻辑功能保持 不变，液晶菜单内容略有不同 61850变电站：二次设备使用模板节省时间 我公司用于61850变电站的高压 保护通常都为RCS系列，其保护硬件、 逻辑功能保持不变，模拟量、开入信 号输入仍然采用电缆接线方式，甚至 液晶菜单也没有变化，最大程度保证 运行人员对保护的熟悉性，满足广东 对保护程序版本的要求 61850变电站：二次设备高压保护61850变电站：二次设备使用模板节省时间 老站改造，保护为RCS系列，只需 要将保护通信插件更换为4网口COM板。 只需向信插件下载通信程序及文 本，并设置对应保护装置参数，即可 满足保护61850通信功能。 61850通信程序与保护程序相互独 立，互不影响 61850变电站：二次设备高压保护61850变电站：二次设备使用模板节省时间 差动光纤通道保留传统模式 RCS-931保护逻辑数据仍然通过光纤通道发送/接受 光纤通道承载数据不遵循IEC61850标准 可与传统保护互联 61850变电站：二次设备高压保护61850变电站：二次设备使用模板节省时间 保护“检修压板”投入后，会导 致保护装置与后台通信异常 退掉“检修压板”后，保护装置 会重新恢复与后台通信 61850变电站：二次设备高压保护61850变电站：二次设备使用模板节省时间 我公司用于61850变电站的高压 测控装置为RCS9700C型系列测控 与传统变电站高压测控装置的型 号、功能保持一致 装置插件、液晶菜单略有不同 61850变电站：二次设备高压测控装置61850变电站：二次设备使用模板节省时间硬件方面： CPU插件有所区别，其余插件均一致 液晶菜单方面： 测控增加模拟量一次值显示和联锁 信息显示,增加了61850通信参数的 相关设置 61850变电站：二次设备高压测控装置不同处61850变电站：二次设备使用模板节省时间通信方面： 向后台传送的模拟量为根据参数设 置中一/二次变比计算出的一次值。 后台获取模拟量后，无需处理，可 以直接显示，为后台节约CPU资源 61850变电站：二次设备高压测控装置不同处61850变电站：二次设备使用模板节省时间 投入“检修压板”后，会导致测 控与后台通信异常，当定检完毕 退掉“检修压板”后，测控装置 会重新恢复与后台通信 61850变电站：二次设备高压测控装置不同处61850变电站：二次设备使用模板节省时间 我公司用于61850变电站的低压保 护测控一体装置为RCS9600C型系列装 置。与传统变电站内低压保护测控一 体装置相比，也仅是CPU板、液晶菜单 略有不同，其余功能均相同 61850变电站：二次设备低压保护测控一体装置61850变电站：二次设备使用模板节省时间 目前我公司稳控装置可以实现 61850通信,但稳控装置通常没有接 入监控网，而是采用集控站模式独 立构成稳控监控网，因此稳控装置 也可以不使用61850通信,而采用传 统网络通信 无论是否使用61850通信,稳控 装置硬件、稳控程序、稳控功能均 与传统稳控装置保持一致61850变电站：二次设备稳控装置61850变电站：二次设备使用模板节省时间 为了保持运行人员使用的习惯性， 尽管监控后台数据库建模、作图、与二 次设备通信使用了IEC61850标准,但面 向运行人员的界面依然保持与传统变电 站监控后台一致。 运行人员只需要按照常规变电站 监控后台操作规程进行操作即可 61850变电站：二次设备监控后台保持原有操作习惯61850变电站：二次设备使用模板节省时间 监控后台告警窗口对于保护动作事件显 示与传统监控后台有差别。 原因：IEC61850标准对于动作事件的 时间定义采取绝对时间模式。高压保护装置 为了保持保护逻辑一致性，动作事件的时间 仍然采用传统的绝对时间+相对时间模式。 因此，61850监控后台的告警窗口所显示保 护动作事件时间按照61850，使用绝对 时间模式(=保护动作绝对时间+相对时间)， 与保护面板上显示时间略有区别 61850变电站：二次设备监控后台微小差别61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备五防系统 后台嵌入五防 独立五防系统 61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备后台嵌入五防 后台系统内部实现五防逻辑， 因此与61850标准无关 61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备独立五防系统 独立五防与监控后台通信很少使用 IEC61850标准，只是通过监控数据网或 串口与后台交换数据，采用五防系统自 己提供的通信规约。独立五防系统接入 监控系统时，不需做任何改动，按照传 统变电站独立五防系统操作即可。监控 后台经过五防监护后进行遥控仍然采用 了IEC61850标准，我公司遥控遵照61850 中规定的增强型遥控模式 61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备VQC系统 VQC通常集成在监控后台中， 严格按照61850标准通信，但用户 界面及操作方法与传统后台保持 不变 61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备联闭锁 工程调试人员按照事先定义的联 锁公式，用联锁组态软件将联锁组态 下装到测控装置。测控装置通过监控 网接受/发送GOOSE联锁信息。对于运 行人员、实验人员，仅仅只需要在后 台或调度做常规遥控操作即可，联锁 锁判断由测控装置独立运行，无需人 为干预。这种操作方法与常规变电站 一致 61850变电站：二次设备使用模板节省时间61850变电站：二次设备61850变电站：二次设备使用模板节省时间61850变电站：二次设备间隔层联锁实现监控网GOOSEGOOSEGOOSEGOOSE61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备程序化操作 需要采用程序化操作的61850变 电站，工程调试人员将事先设置的程 序化操作票，下载到监控后台和测控 装置。运行人员在进行程序化操作的 过程中，只需点击“程序化操作”， 整个程序化操作过程由后台与测控遵 循61850通信标准自动控制，因此运行 人员操作规程与传统变电站顺控操作 规程一致61850变电站：二次设备 61850变电站：二次设备程序化操作<1> 以图形的方式定义设备态null <1> 以图形的方式定义设备态null <2> 以图形化方式编辑操作票null <3> 以图形化方式进行操作仿真null <3> 以图形化方式进行操作仿真61850变电站：二次设备使用模板节省时间 61850变电站：二次设备<4> 将生成的操作票下装到间隔层 设备或程序化操作服务器中null <5> 将下装实际操作票进行解析， 生成操作步骤和规则供运行人员检查、确认null <5> 将下装实际操作票进行解析， 生成操作步骤和规则供运行人员检查、确认null <5> 将下装实际操作票进行解析， 生成操作步骤和规则供运行人员检查、确认null <5> 将下装实际操作票进行解析， 生成操作步骤和规则供运行人员检查、确认null <5> 将下装实际操作票进行解析， 生成操作步骤和规则供运行人员检查、确认61850变电站使用模板节省时间 61850变电站异常情况处理设备异常： 通常都是设备某些插件损坏 处理方法： 设备会发出装置异常信号，例如： 运行灯灭、告警灯亮、装置异常开入 产生，此时监控后台告警栏会显示装 置异常信号。可以使用备用设备进行 替换，尽快通知设备制造商到现场 61850变电站使用模板节省时间 61850变电站异常情况处理通信异常 ： 设备正常运行，但与监控后台通信中断 处理方法 ： 设备会发出装置异常信号，例如：运行灯灭、告警灯亮、装置 异常开入产生，此时监控后台告警栏会显示装置异常信号。可以使 用备用设备进行替换，尽快通知设备制造商到现场。 通信异常时，先检查设备是否因设备异常引起。如果设备没有 出现运行告警、运行灯没有熄灭、告警灯没有亮，此时可以判断为 设备运行正常/通信发生异常。通信异常原因有许多，由于网络结构 引起的比例较大。可以通过ping命令，检查网线是否松动，交换机 是否运行异常等基本操作检查网络是否正常。如通过这些基本操作 无法查明问题，请尽快通知设备厂商到现场 数字化变电站使用模板节省时间数字化变电站 数字化变电站从结构上看，站控 层和间隔层装置与传统变电站相似 数字化变电站使用模板节省时间数字化变电站 监控后台、信息子站、远动装 置操作方法与传统变电站一致数字化变电站使用模板节省时间数字化变电站 目前，数字化变电站处于试用阶 段，过程层设备的操作运行定检规 程都根据各制造厂商说明书制定， 尚未形成固定的规范 数字化变电站使用模板节省时间数字化变电站220kV双母线方式1 220kV双母线方式2 110kV双母线 500kV 3/2接线电子式互感器合并单元配置null使用模板节省时间220kV双母线方式1null使用模板节省时间220kV双母线方式2null使用模板节省时间500kV 3/2接线null谢 谢