智能变电站的二次架构和基本原理讲解
智能变电站二次系统网络结构和信息流分析
智能变电站二次系统网络结构和信息流分析摘要：本文简要阐述了智能变电站二次系统网络结构，介绍了GOOSE、SV、MMS的定义和传输方式，并对站内数据信息的流向进行了分析。
关键词：三层两网；GOOSE；SV；MMS；信息流0 引言智能变电站基于IEC61850标准提出了变电站的三层功能结构、功能间的逻辑接口和逻辑接口到物理接口的映射，现在国内变电站应用较多的是“三层两网”结构。
智能变电站的二次设备网络架构可分为站控层、间隔层和过程层三层，网络组成可分为站控层网络和过程层网络。
站控层网络和过程层网络在物理上完全独立。
站控层和间隔层之间采用MMS报文通信，间隔层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信，间隔层和过程层之间采用面向通用对象的变电站事件GOOSE通信和SV通信。
GOOSE报文和SV报文组成了过程层和间隔层之间的信息流，间隔层GOOSE报文是间隔层之间的信息流，MMS报文是间隔层和站控层之间的信息流。
三层两网是智能变电站的核心架构，站控层和过程层网络独立，报文相互隔离，确保了安全的信息交互和稳定的报文走向。
1 智能变电站二次系统网络结构智能变电站二次系统设备主要包括：（1）站控层设备：包括后台监控主机、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师站、保护信息子站和PMU数据集中器等。
（2）间隔层设备：包括测控、保护、故障录波、网络分析仪、安全与稳定控制装置等。
（3）过程层设备：包括合并单元、智能终端和智能组件等。
智能变电站二次系统网络结构示意图如下图1所示。
合并单元采集一次设备的电压、电流等电气量后，按照IEC61850-9-2的多路广播采样值格式进行组帧，通过光纤以太网通信介质传输到间隔层二次设备（如测控和保护），或者按照IEC60044-8标准通过光或电同步串行接口以FT3格式发送给间隔层设备。
智能终端通过电缆线与一次断路器等设备相连，通过光纤接口的以太网，采用GOOSE报文与间隔层设备快速交换信息。
智能变电站二次系统结构设计
智能变电站二次系统结构设计摘要：在目前，我们国家的经济以可持续发展的进度，卓越前进，绝大部分的社会生产，和居民对于供电的需求量越来越高，所以说对于变电站的提高就日益加强，我们国家的自动化技术、多媒体网络技术和一些电子技术也飞速发展，那么在装置上就多情况下运用了智能化和多媒体化，让装置自动形成，运行稳固安全。
因为各种多媒体设施一直在以跨越的方式延伸，那么将在电力系统中增添了一些更新的内容，使之在不断学习，以让设施的操作不那么复杂。
本文就智能变电站的腾飞，来对智能变电站二次系统结构的设计，进行探究，目的为设计出我国电网的效率性和安全性。
关键词：智能变电站；二次系统；结构设计就我国的国网公司一些智能电网的建设来说，在现在开始，智能变电站的建设阶段已经完全开始。
和我国传统的变电站相比较来说，智能变电站二次设备是有着很显著差异的，在设备与设备的联系上变得非常密切，操作性则成为了设备调试的侧重点，在现今的智能变电站中想要很顺利的进行，一定要探究完善、高效率的方式来完成目标。
智能变电站在二次系统结构设计中，总结工作经验的同时，还要积极探讨智能变电站系统的最佳调试方法，也要对在结构设计的过程中产生的问题，进行关键性的探讨，并最好提出合理化的建议，那么在今后的智能变电站发展中就会卓越前进。
什么是智能变电站在智能电网中的建设里，智能变电站是很重要的节点，是为跟随我国多媒体不断变更的基础上，发展更优越的智能变电站。
在我国飞速发展的今天，光伏和风电等等的新式能源的电力应用是一点点积累的，这对于之前那样传统的智能变电站模式来说，是接受了很大挑战的。
在这样积极的铺垫下，我国的电力系统在可靠性和安全性能上更要持续的提高，让发电站和用户连接的更加紧密，强大优化的程度。
多媒体化的科技含量，以及在通信上的卓越成就，给我国的变电站和电力系统之间发生的问题，更新了最为正确的解决方案，那就是智能变电站。
这种伟大的解决方案，让一次系统和二次系统密切的融合起来。
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置6页
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置智能变电站的二次系统结构与设备较常规变电站发生了重大的变化。
本文分析了220kV智能?电站“三层两网”的系统结构，阐述了二次系统设备配置基本原则，结合目前二次设计实施中遇到的问题，提出了改进意见。
1 概述随着社会经济的快速增长，人们对供电可靠性和安全性有了更高的要求。
而风力、太阳能等新能源电源的并网运行对电网系统稳定性造成了一定的影响。
智能电网能有效利用电力资源，提高供电可靠性，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
2011年起，作为智能电网的关键节点，智能变电站在全国范围内进入全面推广建设阶段，新建220kV变电站按《国家电网公司输变电工程通用设计―110（66）～750kV智能变电站部分》（2011年版）中“第五篇 220kV 变电站通用设计技术导则”的技术方案。
与传统变电站相比，智能变电站最大特征体现在一次设备智能化、设备检修状态化和二次设备网络化，其中二次设备在采样方式和组网形式上都发生了重大的变化，随着电力技术的进步，越来越多的新技术应用到二次系统中，因此研究智能变电站的二次系统设计和设备配置有着重要的意义。
2 220kV智能变电站系统结构以上海地区某220kV变电站为例，智能变电站系统采用三层两网结构，三层即站控层、间隔层、过程层，两网即站控层网络和过程层网络。
2.1 站控层负责变电站的数据处理、集中监控和数据通信，由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能站构成，是全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。
站控层网络采用百兆星形双网结构，冗余网络采用双网双工方式运行。
站控层网络MMS、GOOSE（逻辑闭锁）、SNTP三网（功能）合一，共网运行，全站数据传输数字化、网络化、共享化。
2.2 间隔层间隔层包括保护、测控、计量、录波、相量测量等，不依赖于站控层和通信网络，可以对间隔层设备进行就地独立监控功能。
智能变电站二次系统结构运维
调试所 高级工程师 王天锷
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1
提纲
变电站信息数字化 智能变电站的层结构 智能变电站二次系统的网络结构 智能变电站运维应注意的事项
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2
变电站信息数字化
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3
变电站信息数字化
变电站二次系统本质上是一个信息交换系统 二次系统是一次系统的镜像
➢ 收集一次设备信息 ➢ 根据负荷对一次设备进行控制 ➢ 根据一次设备的运行状态做出相应的反应
过程层网络设计原则：双重化配置的保护装置应分别接入各自 GOOSE 和 SV 网络，单套配置的测控装置等宜通过独立的数据接 口控制器接入双重化网络，对于相量测量装置，电度表等仅需接入 SV采样值单网。
通用原则
间隔保护测控以及快速保护点对点方式直接采样、直接跳闸。跨间 隔保护间通过GOOSE网交换失灵及闭锁等信息。
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16
智能变电站的层结构 站控层设备
站控层包括自动化站级监视控制系统、站域 控制、通信系统、对时系统等，实现面向全 站设备的监视、控制、告警及信息交互功能， 完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作 闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护 信息管理等相关功能。
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智能变电站二次网络结构
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29
智能变电站二次网络结构
主变不配置独立过程层网络， 主变保护、 测控等装置宜接入高、 中压侧过程层网络，主变低压侧过程层 SV 报文、 GOOSE 报文可 接入中压侧过程层网络。 变压保护、 测控等装置接入不同电 压等级的过程层网络时，应采用相互独立的数据接口控制器。
主变不配置独立过程层网络， 主变保护、 测控等装置宜接入高、 中压侧过程层网络，主变低压侧过程层 SV 报文、 GOOSE 报文可 接入中压侧过程层网络。 变压保护、 测控等装置接入不同电 压等级的过程层网络时，应采用相互独立的数据接口控制器。
变电所二次系统基础知识
变电所二次系统原理
电流、电压、相位差测量原理
电流测量原理：通过测量导线上的电压和电阻，计算出电流的大小。 电压测量原理：通过测量电场在电容器上的电荷量，计算出电压的大小。 相位差测量原理：通过比较两个信号的相位差，计算出相位差的大小。
保护原理
继电保护：通过继电器实现电流、电压等电气量的测量和保护动作 差动保护：利用电流或电压的差值作为动作信号，实现快速切除故障 距离保护：通过测量故障点到保护装置的距离，实现选择性切除故障 零序保护：利用零序电流或电压实现接地故障的检测和切除
变电所二次系统设备
继电保护装置
定义：继电保护装置是用于监测电力系 统中的异常情况，并在必要时采取措施 防止设备损坏或系统崩溃的自动装置。
作用：继电保护装置的主要作用是快速、 准确地切除故障设备，并防止事故扩大。
组成：继电保护装置通常由测量元件、逻 辑元件和执行元件三部分组成。
工作原理：继电保护装置通过比较测量 值与给定值的大小，根据比较结果输出 相应的控制信号，以实现设备的保护和 控制。
控制原理
控制原理是变电 所二次系统的重 要组成部分，用 于实现变电所的 自动控制和调节。
控制原理主要包 括输入、输出、 比较和执行等环 节，通过比较设 定值与实际值来 控制输出。
控制原理的实现 依赖于各种控制 元件和传感器， 如继电器、接触 器、变阻器等。
控制原理的应用 范围广泛，不仅 限于电力系统， 还可应用于其他 工业领域。
二次系统的分类： 按功能分为保护、 控制、测量和通 信等类型
二次系统的基本要求
可靠性：确保二次 系统的稳定运行， 避免因故障导致的 一次系统停运。
安全性：保证二次 系统的安全，防止 对一次系统的破坏 和危害。
详解智能变电站PT二次回路及并列原理-精品文档
详解智能变电站PT二次回路及并列原理背景随着宜昌地区电网中智能变电站的数量不断增加，智能变电站中PT二次回路应用越来越广泛，于是我们就对其并列原理做一个简要的分析。
1常规变电站母线PT二次回路及并列原理双母线或单母线分段主接线方式，当其中一段母线电压互感器发生故障并停用时，为保证其电压小母线上的电压不间断，须由另一段母线PT接入待停运的电压小母线。
只有当母联（分段）断路器QF和隔离开关1QS与 2QS匀在闭合的情况下，才允许二次并列。
当切换开关 61QK置于“允许并列”位置（就地并列）时，其触点①②接通，触点③④和⑤⑥断开，双位置继电器KM5动作，其触点 KM5B KM5C接通开放中间继电器 KM1 KM2KM3 KM4 其触点 KM1B KM1C KM2B KM2C KM3B KM3C KM4BKM4a闭合将两段母线PT二次回路并联，此后才允许退出待停母线PT。
若假设I母PT停运，二次并列，则I母PT二次快分开关下侧，可测量到II母PT并列过来的电压（通过二次电缆连接），属于模拟量并列。
2智能变电站PT二次回路及并列原理（以220kV远安变电站为例）远安变220kV母线采用双母线接线方式，设有专用母联断路器。
220kV母线PT分为I舱和II舱，每个舱均有 I ，II 母模拟电压送入，这点与常规变电站不同。
常规变电站的两段母线分别对应两个PT端子箱，在正常运行的情况下（PT二次未并列），I母PT端子箱内只有I母PT的二次电压（模拟电压）输入，不会输入 II 母模拟电压。
现在我们对照远安变220kV母线PT I、II舱的端子排图和二次空开来详细说明智能变电站 PT二次回路及并列原理。
（1） I母PT二次电缆首先从PT二次绕组出来，接入I舱的端子排，再经过 9 个二次快分关。
（2）经过9个二次快分开关后，二次电缆接入到I母PT刀闸机构箱，经过I母PT刀闸的辅助接点串联（当I母PT刀闸拉开后，I母PT二次回路会自动断开），再分为三路电缆ICK（I 母测量、计量电压）至 I 舱、 IBHI（I 母保护电压）至 I 舱、IBHIII 母保护电压）至 II 舱。
智能变电站二次系统结构设计
智能变电站二次系统结构设计摘要：本文主要深入探究了智能变电站的含义，二次配置的方案，系统构成等，通过本人多年的工作经验和工作实际展开论述。
仅供同行参考。
关键词:变电站;系统;设计1 智能变电站的含义智能变电站是智能电网建设的重要节点之一，是在数字化变电站基础上发展形成的新一代变电站。
随着经济与科技的发展，风电、光伏等新能源电力的应用越来越多，这对传统的电力系统设备提出了巨大的挑战。
在这种背景下，电力系统的安全性和可靠性必须提高，作为连接用户和发电站之间的变电站的结构设计也必须进一步优化。
计算机技术以及通信技术的飞速发展，为解决电力系统和变电站所面临的问题提供了新的解决方法———智能变电站，它能将智能化一次设备和网络化二次设备进一步融合起来。
依靠先进、安全、集成和低碳环保的智能化设施，智能变电站能够自动地完成信息的收集、分析、控制以及管理等工作，能够使得全站的信息数字化并且信息能够及时全面地得以共享，与此同时，智能变电站还具有通过及时分析数据为电网作决策提供信息支持以及自动控制的功能。
依靠智能变电站，电网的工作不仅更加低碳环保，效率更高，而且能够消除很多的安全隐患。
智能变电站能够为电网采集全面且及时的数据，通过对数据进行监测、控制和分析，为电网做出正确决策提供可靠的信息支持，同时它也是电网执行命令的部分，因此对智能变电站的结构设计进行优化具有重大的意义。
2 智能变电站二次系统配置方案智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，在智能变电站的发展中，随着装备制造技术、工艺的发展及建设、运行经验的积累，其一、二次系统最终将融合为一体，但目前的技术发展水平还无法实现。
针对二次系统，可以在光纤以太网基础上，进行优化配置：将主保护和计量系统分布式就地实现，后备保护采用站域———广域后备保护系统，本地测量和整定与调度中心整定相结合，以达到后备保护的最优配合和最小的通信负担。
2.1 保护配置其中，保护配置包括线路保护、变压器保护和母线保护。
智能变电站二次系统结构设计
智能变电站二次系统结构设计摘要：电力行业是我国的基础行业之一，近年来，随着电力行业的发展，我国的经济也快速发展，对于我国国民经济的发展及社会的进步，电力行业起到了无可替代的作用。
通过变电站，用户可以与电力部门紧密的连接在一起，因此变电站是整个电网运行稳定的关键。
随着用电用户的增多与技术的革新，电力系统变得越来越复杂，人们对于变电站的要求也越来越高。
本文在智能变电站的基础上分析智能变电站二次系统结构的设计与研究。
以求推动我国智能变电站二次系统结构设计取得突破性进展。
关键词：智能变电站；二次系统；结构设计；设计优化一、智能变电站的含义随着现代经济与科学的快速发展，在光伏发电和风能发电的快速发展下，传统电力系统设备迎来了新的调整。
在这种大趋势下，电力系统的安全性和可靠性的提升受到了人们的广泛重视，且在用户和发电站之间的变电站的结构方面也要进一步的优化和丰富。
在计算机系统和通信技术的发展下，为了实现电力系统和变电站问题的解决，就需要引入新型的变电设备，如智能变电站，通过将智能变电站与网络化的二次设备进行融合来实现变电站工作效率和质量的提升。
在依托于现阶段智能化设施发展的现状下，智能变电站在信息处理自动化、信息共享智能化、信息控制规范化等工作上取得了较好的成绩，并实现了智能变电站的远程高效控制，对智能变电站的发展而言，有着十分重要的意义，此外，通过智能变电站的建设和导入，保证数据分析的高效化开展，让电网工作人员压力降低，并减少人工操作下的安全隐患问题，实现变电站发展的低碳化和高效化。
随着用户的日渐增多，新能源电力的运用将为变电站的发展带来更大的调整，若是智能变电站能够实现电网采集和全面的控制，将实现智能变电站的电网有效控制和电网高效利用，并将智能变电站的电网体系进行优化，实现智能变电站的整体建设。
基于此，我们需要对智能变电站二次系统配置和优化进行研究，以此来推动我国智能变电站的发展。
二、智能变电站的二次系统结构配置与设计优化（一）智能变电站二次系统配置对于智能变电站而言，其围绕着全站数字化和平台网络化进行建设，以信息共享标准化和网络集成数字化作为建设的基本原则。
变电站二次系统及保护原理
设备安全
二次系统的设备应符合国家标准和技术要求，应定 期检测和维修。
电气安全
二次系统的设备应有可靠的绝缘和接地保护，不得 存在漏电和触电隐患。
现场安全
维护人员应遵守相应的操作规程和安全标准，正确 使用维护工具和设备。
应急准备
对各种故障和事故应有相应的应急措施和预案，确 保及时有效处理。
二次系统的发展趋势和应用前景
1
作用
保护电气设备免受对地短路和人员触电的危害。
2
原理
当电流超过一定值或接地电阻超过一定阈值时，保护装置动作，切断过负荷运行。
3
类型
基于实际应用要求，地错保护可分为零序保护和差动保护。
二次系统的故障处理步骤
故障处理是保证电力系统安全和可靠运行的重要环节。掌握正确的故障处理步骤和方法，对于快速恢复电力系统正 常运行十分重要。
步骤
1. 监听和观察，确定故障位置和性质； 2. 采取措施消除故障，如紧急切除负荷、投入备
用设备； 3. 修复或更换受损设备； 4. 对系统进行检测和测试，调整保护装置参数； 5. 记录故障情况和处理过程，总结教训。
方法
• 借助现场测量仪器和分析软件，对故障进行快 速定位和分析；
• 根据故障位置和性质，动态调整保护装置参数， 提高机组响应速度；
1
作用
保护设备免受电压暴跌和电站事故影响。
2
原理
当电压低于一定值时，保护装置动作，切断过负荷运行。
3
类型
基于实际应用要求，欠电压保护可分为电气量式欠压保护和热释放式欠压保护。
过电压保护的作用和原理
过电压保护是保护电力系统重要措施之一。掌握过电压保护的原理和操作，可对防止电压暴涨和电气设 备损坏有重要意义。
智能变电站的二次架构和基本原理
SV/GOOSE网
至各间隔保 护测控装置 或合并单元
PT
合
智
合
并
能
并
单
终
单
元
端
元
EVT1 EVT2
110/66kV线路1
110/66kV其他线路及分段/母联与线路1 相同
高
中
低
高
中
低
本
合
合
合
智
智
智
体
并
并
并
能
能
能
智
单
单
单
终
终
终
能
元
元
元
端
端
端
终
端
主变
35kV及以下等级间隔
110kV智能变电站保护系统方案4
要求采样同步的功能
采样同步
插值再采样同步
工作机制：间隔层设备用报文接收时刻推算采样时刻， 插值生成同步采样数据
优点：简单、可靠，不依赖对时 缺点：要求报文的发送、传输和接收处理的延时抖动
不超过10us
• 一次被测值发生到其采样值报文开始传输的延时稳定 • 报文传输延时稳定，不能通过交换机 • 间隔层设备能精确记录采样值接收时间
智能终端1
1、2、3、 1、2、3、
101
101
13、21、013、 101
合并单元3
智能终端3
交换机将组播报文广播到每个端口
二次系统在线监测
变电站层
间隔/单元层
远方保护
过程层
远方控制 (NCC)
技术服务
7
功能. A
功能. B
9
1,6
1,6
保护 .
浅谈新一代智能变电站的二次系统配置
浅谈新一代智能变电站的二次系统配置摘要：智能变电站二次设备是变电站正常运行的重要环节，对保证运行稳定性有重要意义。
文章主要分析了新一代智能变电站的二次系统配置措施，以供参考。
关键词：智能变电站；二次系统；配置引言智能变电站是智能电网的重要组成部分，是多种科学技术的融合，包括自动化技术、一体化技术、传感器技术等，通过与网络和虚拟电厂进行兼容，可以进行快速高效的通信，进行智能化的控制和管理。
智能变电站的显著标志是使用智能一次设备，但是现在没有真正的智能一次设备，要完成一次设备的智能化需要二次设备运用智能终端的方式进行转化完成。
此外，在智能变电站电气设备中，二次设备起到的作用就是保护一次设备的安全，使其可以实现稳定、可靠、长久的运行。
1 新一代智能变电站概述在讲述智能变电站的涵义之前，先讲一下数字化变电站。
数字化变电站包括智能化设备和网络化设备两个层次，智能化设备属于一次性设备，主要包括互感器、智能化开关等，网络化设备包括过程层、间隔层等，通过通信设备，智能变电站内的电气设备可以进行信息的传输。
数字化变电站运用IEC61850通信规范进行建模和通信，数字化变电站主要具有数字化、网络化和智能化的特点，进行设备检修时以前是进行定期的检修，采用数字化变电站以后主要是对设备的状态进行检修，属于一种管理模式。
智能变电站采用的智能设备具有运行可靠、集成化程度高、环保的特点，可以实现信息的数字化交互，数据可以进行网络化通信，信息之间的共享也更加规范化，可以自动完成信息传输的各项基本功能，同时也可以完成其他一些高级功能，如实时自动化控制、在线分析、协同等，可以与相邻的变电站进行交互传输。
我们可以看到，数字化变电站的明显特征为技术性，智能变电站以数字化变电站为基础，同时具有技术性和功能性的特点，自动化程度更高，可以实现信息化、自动化、预警等多种功能，并可与相邻变电站和调度中心进行信息交流。
2 智能变电站二次系统的特点智能变电站中的二次设备主要包括继电保护装置、故障录波装置、网络监测装置以及在线检测装置等，这些二次设备在设计制造时都是通过微处理机技术进行的，微处理机技术具有标准化和模块化的先进特点。
智能变电站二次系统结构
智能变电站二次系统结构智能变电站二次系统结构是指变电站中用于运维管理的智能化系统，它包括智能监测、智能控制、智能保护以及智能维护等子系统。
这些子系统通过各种传感器、控制器、通信设备等互联互通，实现对变电站设备的实时监测、远程控制和智能化保护。
下面将详细介绍智能变电站二次系统的结构。
1.智能监测子系统：智能监测子系统是智能变电站的核心组成部分，它包括各种监测设备和传感器，用于实时监测变电站设备的状态和运行参数。
这些监测设备可以监测到变电站中的电压、电流、温度、湿度等参数，并将监测数据传输到数据中心进行处理和分析。
监测数据的处理和分析可以实现对变电站设备的运行状况进行评估和预测，为运维管理提供重要的参考依据。
2.智能控制子系统：智能控制子系统主要是通过集中控制器对变电站设备进行远程控制和调度。
集中控制器可以实现对变压器、断路器、开关等设备的远程开关控制，以及对设备运行参数的设定和调节。
智能控制子系统还可以实现对电能质量、电能损耗等参数的监测和控制，以保证变电站的安全运行和供电质量。
3.智能保护子系统：智能保护子系统是保障变电站安全运行的关键系统，它包括各种保护设备和保护装置，用于对电力系统的故障进行快速检测和处理。
智能保护子系统可以实现对变电站中的电流、电压、频率等参数进行实时监测，并通过故障检测和判断算法，实现对设备故障的自动切除和迅速恢复。
4.智能维护子系统：智能维护子系统是为了提高设备运维效率和降低运维成本而设计的。
它包括设备维护管理系统和设备维护设备等。
设备维护管理系统可以实现对变电站设备的故障诊断、维护计划的制定和维护资源的调配。
设备维护设备主要是为运维人员提供方便的工具和设备，以提高运维效率和工作质量。
智能变电站二次系统的结构是一个复杂的系统工程，它需要各个子系统之间的互联互通，以实现高效的运维管理。
只有将各个子系统有效地集成和协调，才能实现对变电站设备的精细化管理和智能化运行控制。
未来，随着物联网技术的发展和应用，智能变电站二次系统的结构将会更加完善和智能化。
【2019年整理】智能变电站二次系统结构运维
站控层
间隔层
过程层
智能变电站的层结构
传统变电站的二次体系结构
智能变电站的层结构 过程层包括
变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互
感器等一次设备及其所属的智能终端、合
并单元以及在线监测装置。
智能变电站的层结构
间隔层包括
间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、 监测功能组主IED 等二次设备，实现使用一个间隔 的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各 种远方输入/输出、传感器和控制器通信
智能变电站二次网络结构 220kV电压等级：
当保护、测控装置下放布置时，SV 报文宜统一采用点对点方式，除保护 跳闸外 GOOSE 报文宜采用网络方式。 当间隔层保护、测控装置集中布置时，除保护装置外 SV 报文， 除保护跳 闸外 GOOSE 报文宜统一采用网络方式、共网传输（ SV 报文也可统一采 用点对点方式）。
如果与该间隔关联的所有装置都出现了SV链路异常的现象，则 基本可以确定合并单元出现了死机会其他严重故障，必须马上 进行处理，如果死机，可以通过重启装置，如果重启装置故障 依然存在，则考虑退出间隔保护和母差保护
智能变电站运维应注意的事项 PT、CT品质异常 PT、CT品质异常和SV链路异常或SV断链属于同等类型的 故障，CT品质异常会闭锁与电流相关的保护，PT品质异常 会导致复压开放
智能变电站一、二次设备框架分析及配置方案
产品与解决方案2012年第6期99智能变电站一、二次设备框架分析及配置方案张东峰（山东电力集团公司德州供电公司，山东 德州 253008）摘要 智能一次设备是智能变电站的结构基础，智能二次设备是智能变电站功能实现的手段。
进行了一次设备的框架设计、论述了该方案信息采集、分析处理、动作操作和信息发布的工作原理，设计了功能集成化的智能IED 结构。
所提出的设计方案能够简化智能变电站结构，达到智能设备即插即用的效果。
关键词：智能变电站；智能组件；框架；集成IED智能变电站作为智能电网建设的关键环节之一，国内已采取了分层次、多阶段的技术方案实施其试点工程的建设。
根据IEC61850标准的相关规定，智能变电站系统的架构可分为3层[1]，即变电站层、间隔层及过程层。
高电压等级的变电站，由于要确保其运行的可靠性，因此应严格按照独立、层次分明及冗余的原则配置间隔层及过程层设备。
但在所有电压等级都采用这种配置方案显然会遇到许多困难，尤其是在常规变电站改造为智能化变电站的过程中，若更换间隔层设备则必然会导致大量合并单元及智能终端等设备的增加，极大地增加了建设的成本，且对于低压等级的变电站间隔，通常的安装方式为分散安装，不仅安装的空间有限，而且通信和交换的接线是非常复杂的，这就导致了改造后的智能变电站经济性较差[2]。
因此，针对低压等级应选择更经济便捷的配置方案。
经过多年的研究和发展，智能电子设备（IED ）的原理已经十分成熟[3]，且经过智能变电站试点工程的经验积累后可对不同电压等级的间隔层尝试采取不同的配置方案，功能一体化IED 的集成对于简化配置，提高过程层和间隔层的经济性具有重要的作用。
本文根据智能变电站设计的相关要求，结合当前智能变电站一、二次设备配置方案的不足，并基于示范性智能变电站的运行经验，对智能变电站一、二次设备设计框架展开研究和探索。
1 一次设备框架设计1.1 一次设备架构设计 根据智能变电站所实现的功能和理念要求，所设计的智能一次设备总体结构图如图1所示，主要由信息部分和电气部分两部分组成，其中信息部分包括智能单元及智能组件，电气部分可分为操作机构及一次设备本体。
智能变电站的二次架构和基本原理
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交换机二层组播示意图
SHR思源弘瑞
保护1
保护2
保护3
母差
录波
1、2、3
1、2、3、 101
2 1、2、3、 101
3 1、2、3、 101
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Net1 Net2 Net3 …… Netn FPGA 报文编解码 CPU 算法/逻辑 I/O SMV
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网络流量控制
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目的：减少网络上不必要的流量，降低交换机负载率，避 免丢包 控制手段：交换机将组播报文仅发送到需要的端口 实现机制：
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二次系统在线监测
智能变电站二次设备
开关量（DO）输出
接口类型：
至少带有一个本地通信接口（调试口） 2个独立的GOOSE接口 1个独立的MMS接口（用于上传状态监灵活配置 继电器输出接点容量满足现场实际需要
14
2、智能终端：主要功能
智能开关等设备的过渡产品 完成断路器、隔离刀闸、地刀等位置的采集 完成断路器、隔离刀闸、地刀等的分合控制 采集主变档位、温度等信息 采集在线监测的信息 断路器操作回路
可以光能量形式，为电子式互感器采集器提供工作电源。 设置检修压板。
10
二次设备
1 、合并单元 2 、智能终端
11
2、智能终端
定义：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、主变等）的测量、控制等 功能。 标准：
Q/GDW393-2009 110(66)kV～220kV智能变电站设 计规范 Q/GDW 428-2010 智能变电站智能终端技术规范
4
1、合并单元：结构
3Io Ia，Ib，Ic（保护）
ECT EVT 其他MU
SV报文
Ia，Ib，Ic（测量）
Ua，Ub，Uc，3Uo
合并单元 MU
IEC 60044-8 IEC 61850-9-2
母线电压
点对点或 交换式以太网
保护 测控 计量 录波
5
1、合并单元：结构
采集器实现模拟量向数字量的转化。互感器输出的二次 信号需经过采集器调理（包括滤波、移相、积分等环节） 和AD采样后再通过光纤输出到合并单元。
一次设备 FT3 FT3 合 并 单 元 网 络 接 口 C P U 处 理 单 元 保护装置
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线路保护测控
电度表
主变保护测控
母线PT SV网 GOOSE网 至各间隔保 护测控装置
PT 合 并 单 元 EVT1 EVT2
合 并 单 元
智 能 终 端
高 合 并 单 元
中 合 并 单 元
低 合 并 单 元
高 智 能 终 端
中 智 能 终 端
低 智 能 终 端
本 体 智 能 终 端
110/66kV线路1 110/66kV其他线路及分段/母联与线路1相同
本 体 智 能 终 端
110/66kV线路1 110/66kV其他线路及分段/母联与线路1 相同 主变 35kV及以下等级间隔
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110kV智能变电站保护系统方案4
电度表
线路保护测控
主变保护测控
母线PT SV网 GOOSE网 至各间隔保 护测控装置 或合并单元
PT 合 并 单 元 EVT1 EVT2
合 并 单 元
智 能 终 端
高 合 并 单 元
中 合 并 单 元
低 合 并 单 元
高 智 能 终 端
中 智 能 终 端
低 智 能 终 端
本 体 智 能 终 端
110/66kV线路1 110/66kV其他线路及分段/母联与线路1 相同 主变 35kV及以下等级间隔
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采样同步
时标同步
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工作机制：合并单元同步采样，输出采样数据打时标， 间隔层设备根据采样数据的时标同步不同合并单元的 采样值 优点：允许报文的发送、传输和接收处理延时在0～ 3ms范围内抖动，可用网络传输 缺点：合并单元依赖同步时钟工作，存在故障集中点
• • • • 对策1：合并单元具备一定的守时能力，跟踪时间+跟踪频率 对策2：防误动，合并单元校验对时的正确性 对策3：防拒动，（保护+合并单元+对时系统）双重化 对策4：采样值同步标志无效时，间隔层设备仍能实现部分不 要求采样同步的功能
PT 合 并 单 元 EVT1 EVT2 110/66kV线路1
智 能 组 件
高 智 能 组 件
中 智 能 组 件
低 智 能 组 件
本 体 智 能 终 端
110/66kV其他线路及分段/母联与线路1相同
主变
35kV及以下等级间隔
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主变保护测控
35kV及以下 分段保护测控
35kV及以下 间隔保护测控
母线PT
SV/GOOSE网 至各间隔保 护测控装置 或合并单元
PT 合 并 单 元 EVT1 EVT2
合 并 单 元
智 能 终 端
高 合 并 单 元
中 合 并 单 元
低 合 并 单 元
高 智 能 终 端
中 智 能 终 端
低 智 能 终 端
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采样同步
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间隔层设备从不同合并单元获取同步的采 样数据 两种同步机制
时标同步：不要求传输延时稳定，适用于网络 插值再采样同步：可靠性高，适用于点对点光 纤
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智能终端与合并单元集成为智能组件 点对点光纤的GOOSE和SV报文分时传输，保证SV报文延时稳定
后台监控 远动 高级应用
MMS网 故障录波 网络分析监测 35kV及以下 分段保护测控 35kV及以下 间隔保护测控
电度表
线路保护测控
主变保护测控
母线PT
SV/GOOSE网 至各间隔保 护测控装置 或合并单元
双重化
主变
35kV及以下等级间隔
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110kV智能变电站保护系统方案2
电表用点对点光纤输入SV
后台监控 远动 高级应用
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MMS网 故障录波 网络分析监测 35kV及以下 分段保护测控 35kV及以下 间隔保护测控
例外1：变压器跳分段/母联可通过GOOSE网 例外2：母线保护可用GOOSE网跳闸
间隔独立 保护双重化时，其对应的合并单元和智能 终端也双重化
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110kV智能变电站保护系统方案3
SV和GOOSE共网
后台监控 远动 高级应用
MMS网 故障录波 网络分析监测
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电度表
线路保护测控
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智能变电站架构及原理
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保护功能可靠性
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智能变电站的几种架构 关键技术及原理 关键技术的应用
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智能变电站建设关键技术
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保护功能可靠性
SHR思源弘瑞
保护相关SV和GOOSE报文用点对点光纤 传输 保护功能不依赖交换机和对时
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1
网络结构Байду номын сангаас
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110kV智能变电站保护系统方案1
后台监控 远动 高级应用
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MMS网 故障录波 网络分析监测 35kV及以下 分段保护测控 35kV及以下 间隔保护测控