淺談智能變電站的應用意義及測試技術

江西省送變電建設公司

摘要：本文主要是闡述了有關于數字變電站的一些關鍵測試技術，以此來更好的運用于實際工作當中。

關鍵詞：數字變電站；應用；測試技術

1、智能變電站概念

隨著智能化電氣的發展，特別是智能化開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現，變電站即將進入數字化新階段。智能數字變電站為變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數字化，它采用先進、可靠、集成、低碳、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、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。它是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850 通信規范基礎上分層構建，實現智能設備間信息共享和互操作的現代化變電站。智能化一次設備有電子式互感器、合并單元、智能終端等，網絡化二次設備有保護裝置、測控裝置、錄波器、在線網絡分析儀、電度表等。

2、數字站和智能變電站的主要區別是？

答：數字化變電站是由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內IED設備信息共享和互操作的現代化變電站。智能變電站應增設以變壓器、斷路器等為重點監測對象的在線狀態監測單元，通過電學、光學、化學等技術手段對一次設備狀態量進行在線監測，實現設備狀態信息數字化采集、網絡化傳輸、狀態綜合分析及可視化展示。

3、一次設備智能化

答：智能化一次設備包括電子式/光電式互感器、智能終端

電子式互感器：一次設備中測量電網電流，輸出低電平模擬信號和/或提供數字輸出的變送器。

智能終端：用以將傳統開關和刀閘的電纜信號就地轉化為數字信號，并將間隔層設備發送來的數字信號解析為電纜信號的裝置。

4、二次設備網絡化

答：保護裝置、測控裝置、錄波器、在線網絡分析儀、電度表等，二次設備可從交換機上去數據，實現數據、信息共享。

5、數字化變電站系統分層分布化

答：根據IEC61850便準的描述，變電站的一、二次設備可分為三層：1、過程層（設備層）；2、間隔層；3、站控層（變電站層）

過程層：只要是指變電站內的變壓器和斷路器、隔離開關及輔助接點，電流、電壓互感器、智能終端等一次設備。

間隔層：一般按斷路器間隔劃分，具有測量、控制元件或繼電保護元件。

測量、控制元件負責該間隔的測量、監視、斷路器的操作控制和聯閉鎖，以及時間順序記錄等。保護元件負責該間隔線路變壓器等設備的保護、故障記錄等。

站控層：站控層包括監控主機、遠動通信機等，變電站層設現場總線或局域網，實現各主機之間、監控主機與間隔層之間信息交換。

6、非常規互感器

答：非常規互感器依其變換原理可以分為有源和無源兩大系列，有源非常規互感器又稱為電子式電壓/電流互感器（EVT/ECT），其特點是需要向傳感頭提供電源，主要以洛夫斯基線圈為代表；無源非常規互感器主要指采用法拉第效應光學測量原理的電流互感器，又稱為光電式電壓/電流互感器（OVT/OCT），其特點是無需向傳感頭提供電源

7、智能終端

答：用以將傳統開關和刀閘的電纜信號就地轉化為數字信號，并將間隔層設備發送來的數字信號解析為電纜信號的裝置，智能終端與一次設備采用電纜連接，與保護、測控等二次設備采用光纖連接，實現對一次設備（如：斷路器、刀閘、主變壓器等）的測量、控制等功能。

8、數字變電站現場中數字保護接口方式

答：1）輸入電壓、電流為模擬量，跳、合閘等狀態量采用GOOSE傳遞。（使用PW460/L336測試儀試驗）

2）輸入電壓、電流為數字量，開入、開出采用硬接點連接。（使用PWF系列測試儀試驗）

3）輸入電壓、電流為數字量，跳、合閘等狀態量采用GOOSE傳遞。（使用PWF系列測試儀試驗）

9、數字化變電站組網方式

答：國網典型組網方式：間隔內保護裝置采用直采直跳方式，主變、母差保護裝置goose通過交換機組網。

南網典型組網方式：采樣與goose都通過交換機組網。

10、光數字測試與傳統測試有什么區別？

答：不同點：傳統測試儀輸出的電壓電流為模擬量，開入、開出為硬接點信號，數字測試儀輸出電壓電流為數字量的61850-9-1/9-2，開入、開出為數字量的goose信息。

相同點：試驗方法和試驗原理是相同的。

11、61850報文配置的意義

答：測試儀模擬MU給保護裝置加采樣，每個MU發出一組報文信息（每個MU發出的報文信息中所包含的MAC地址等信息在同一個變電站中是唯一的），報文信息中包含了接收保護裝置的MAC地址、APPID、SVID等信息，保護裝置通過判斷報文信息是否是與本裝置配置信息一致來決定報文的取舍。所以在做數字保護試驗時，報文配置是最重要的一項。

12、報文配置錯誤會產生什么問題？

答：如果測試儀直接連接到保護裝置上，報文配置錯誤時保護裝置將會報采樣異常，不能給保護裝置加量，此情況下不會影響到其他保護裝置。

如果測試儀通過交換機連接到保護裝置上，報文配置錯誤時此保護裝置會報采樣異常，但是錯誤的信息可能與其他保護裝置配置一致，可能導致其他保護裝置誤動作。（建議在現場試驗時盡量不要通過交換機給保護裝置加采樣或goose，如果通過交換機一定要仔細檢查配置信息）。

13、61850報文中通道設置的意義

答：報文通道配置相當于傳統保護的電壓、電流接線。對于傳統保護，我們可以通過保護裝置的端子排接線圖把電流電壓測試線連接到端子排上面去，然后通過測試儀給保護加電流和電壓。但是對于數字保護，電壓電流都是通過報文傳輸的，一組報文中包含了此MU發送的所有電流值和電壓值，電壓值、電流值按一定順序排列在報文中，在通道配置中正確配置好電壓電流順序才能正確輸出電壓電流值。

14、變電站配置語言SCL（Substation Configuration Language）

答：文件一共有4種，SSD（一次系統配置文件）、SCD（全站系統配置文件）、ICD（裝置模板配置文件）和CID（裝置實例配置文件），軟件能導入SCD，ICD和CID文件。這些文件都是由系統集成商提供的。

15、Goose訂閱、發布的定義？

答：Goose即Generic Object Oriented Substation Event（通用面向對象的變電站事件），提供了變電站事件（如命令、告警等）快速傳輸的機制，可用于跳閘和故障錄波啟動等報文的傳輸。Goose訂閱是接收保護的動作信息的報文并獲取保護的動作信息已形成閉環測試，即為開入量功能的數字化。Goose發布是測試儀發送goose信息給保護裝置或其他設備，如測試儀模擬智能終端給保護裝置發送開關位置信息，或測試儀模擬保護裝置給智能終端發送跳閘信息，即為開出量功能的數字化。PWF系列數字測試儀軟件可以訂閱5組Goose發布12組Goose，PW460（國外型號）可以訂閱3組Goose發布1組Goose。

16、IEC61850-9-1定義

答：IEC61850-9-1是一種模擬量采樣值傳輸的抽象服務映射，這種傳輸基于與IEC 60044-7/8 相一致的單向多路點對點串行通信鏈路。不支持“GetMSvCBValues/SetMSvCBv ues”等控制服務，也不支持對數據對象的直接訪問等服務。它可用于變電站內電子式電流互感器（ECT）或電壓互感器（EVT）的合并單元與諸如繼電保護這樣的間隔層設備之間的通信。

17、IEC61850-9-2的定義

答：IEC61850-9-2不僅支持采樣值報文的廣播/組播和單播傳輸，而且支持對多點傳送的采樣值控制塊（MSVCB）進行讀和設置，支持對數據集的更改和對數據對象的直接訪問。幀格式可以靈活定義。9-2 在映射的完備性和靈活性方面都優于9-1，在智能變電站中采用9-2有助于將以太網技術引進到過程總線通信中，從而推動和加快IEC 61850 在過程層自動化中的工程應用。

18、SMV通道配置有什么需要注意的？

答：IEC61850-9-2中勾選IEC61850-9-2LE時候通道為標準8通道，無法自行修改，IEC61850-9-1/60044-7/8中勾選“標準IEC61850-9-1/60044-7/8”通道會為默認9-1標準12格式，通道數目不能更改。所以沒有特殊情況都勾選“自定義”。配置采樣值信息的時候，導入SCD文件相關的通道都是自動配置起來的。