智能变电站二次设备调试方法
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21
1.2.4 SV测试：
(1) SV的建模
(2) SV发送测试 合并单元发送给保护测控的采样频率应为 4K/ 秒，SV 报文中每 1 个
APDU 部分配置 1 个 ASDU，发送频率应固定不变；
SV 报文中的采样值数据，样本计数应和实际采样点顺序相对应。 样 本计数应根据采样频率顺序增加并翻转，不能跳变或越限；
10
10
概述
11
3、技术要求 基于IEC 61850标准、适用于智能变电站研发测试、工厂调试和现场检 验的继电保护测试仪，且能通过配置实现智能变电站各种输入输出方式 的测试。 报文的监视及分析。 其他各种校验仪。
11
11
智能变电站调试方案
12
1 2
12
•FAT •SAT
12
智能化变电站的调试流程
常规变电站是厂家单屏或者单装置调试完成，直接发货到现场，然后安装 调试、投运。 智能化变电站引入了FAT（工厂验收测试 factory acceptance test）， SAT（现场验收测试 site acceptance test） FAT和SAT的目的：明确设联会上未确定的事情；消除各厂家对于61850认 知的差异性导致设备互操作性的缺失。
装置上电后，GOOSE报文当前数据正确发送，无错漏
18
18
智能变电站调试方案-工厂调试
19
(2)装置GOOSE处理能力测试
模拟多个开关频繁变位，测试装置能正确发送GOOSE的最大量
双网之间是否发送相同报文 装置GOOSE A网断链时，B网是否正常工作
超过两倍生存周期时间通信中断，接收装置是否报GOOSE通信中断
14
14
智能变电站调试方案-工厂调试
15
1.2 61850测试 1.2.1 模型测试： (1)装置ICD文件的合法性静态检测 模型合法性检查 SCL内部合法性检查 SCL 引用检查 要求：ICD模型必须符合DL/T 860-6《变电站通信网络和系统》的要求。 ⑵数据模型内外描述的一致性 要求：装置在线获得的配置必须与模型文件一致。
护 逻 辑 (CPU)
开 入 GOOSE 开 出 组 件
A/D
MU
端子箱
人机对话模件 IED 传统微机保护 数字化保护
智能终端
8
概述
9
2、调试方法的变化（相对传统站） 功能自由分布引起的调试方法的不同。
智 能 化 变 电 站
集中式保护 站域保护
分布式保护
……
9
9
概述
10
常规综合自动化站电气二次图含电流电压回路图、控制信号回路图、端子 排图、电缆清册等，所有不同设备间的连接均通过从端子到端子的电缆连接 实现。这些图纸反映了二次设备的原理及功能，一、二次设备间的连接关系， 以及可用于指导施工接线和运行的检修维护。 而智能变电站电气二次设计与常规综合自动化站比较发生了很大的变化。 智能变电站各层设备通过网络进行连接，设备间的连接是基于网络传输的数 字信号，原有二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所取代，已 不再有传统的端子的概念。 所以在现在的智能变电站设计中，我们都要求设计院至少应提供基于虚端 子的二次接线图、过程层GOOSE配置表、全站网络结构图、交换机端口连接 图等，真正在设计层面上完善和实现智能变电站的透明性和开放性。
• 方法：由测试仪分别发送一组 GOOSE跳、合闸命令，并接收 跳、合闸的硬接点信息，记录报 文发送与硬节点输入时间差。 • 智能终端应在7ms内可靠动作。 响应GOOSE命令动作时间测试 响应GOOSE命令动作时间测试
跳合闸硬 节点输出
智ຫໍສະໝຸດ Baidu终端
GOOSE 跳闸报文
数字继电保护测试仪
20
20
智能变电站调试方案-工厂调试
统设计统一化、二次系统一体化。
3
3
概述
4
工作站1 GPS 工作站2 远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5- 103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
传统开关
光缆
SMV
MU
智能单元
电缆
CT/ PT
未失步时重新插入时钟源。查看保护装置是否会报mu同步丢失、恢复 的过程。正确情况是不应出现同步丢失，又恢复的情况。
1.3.5同步稳定性测试
当MU和GPS同步后，频繁的中断和恢复GPS同步源，如此无规律重 复多次，看保护接收数据是否有异常现象。
26
26
智能变电站调试方案
27
1.3.6 数据发送抖动测试 利用网络分析仪监视MU的报文，看帧间隔抖动是否满足《智能变电
6
6
概述
7
2、调试方法的变化（相对传统站） 采用电子式互感器及合并单元引起的调试方法的变化。
模拟量
7
数字量
7
智能变电站设备功能分布（单个间隔）
8
2、调试方法的变化（相对传统站） 一次设备的智能化及保护测控装置结构的变化引起的调试方法的变化。
SMV 光纤 ECT
交 流 输 入 组 件
保
转 换 组 件
15
15
智能变电站调试方案-工厂调试
16
1.2.2 关联测试：
后台与装置建立关联，然后释放关联，测试连接是否能够正确建
立和释放。 后台运行多个客户端同时与装置建立关联，测试装置最大能够建 立的关联数。 后台与装置建立关联，然后重启后台， 检查后台与装置是否能够 恢复连接，记录恢复所需时间。 后台与装置建立关联，然后重启装置， 检查后台与装置是否能够 恢复连接，记录恢复所需时间。
间。
17
17
智能变电站调试方案-工厂调试
18
1.2.3 GOOSE测试：
(1)GOOSE报文测试
GOOSE发布是否正确 GOOSE订阅是否正确并响应
使GOOSE参数设置错误，检查被测装置是否处理
检查GOOSE断链是否能正确上报 检查GOOSE发送策略（发送间隔，发送序号是否符合标准）
32
32
智能变电站调试方案-工厂调试
33
1.6 保护测控等装置测试 测试对象： • 保护、测控装置 • 智能终端 • 电能仪表 测试项目： • 保护、测控的单体功能 • 电能仪表功率 • IED的GOOSE信息 测试手段： • 数字化测试仪 • 传统测试仪+数字转换装置 • 系统仿真
33
GPS
时钟测试仪 时钟测试仪
合并单元 合并单元
25
25
智能变电站调试方案
26
1.3.4同步守时恢复同步测试
当MU与GPS同步后，去除同步时钟源，在MU未失步时重新插入时钟
源。这个过程中查看9-2校验仪计算的标准信号与接收信号间是否有角 差抖动的问题。
将MU输出信号接入保护装置，同步完成后，去除同步时钟源，在MU
23
23
智能变电站调试方案-工厂调试
1.3 合并单元测试 1.3.1同步特性测试(主要是验证MU数据发送的正确性)：
常规试验仪 采集卡模拟器 （HELP2000）
24
互感器校验仪
合并单元 （PCS-221）
同步源
24
24
智能变电站调试方案
25
1.3.2数据连续性测试 当MU发送数据和GPS同步上以后，保护装置接收MU数据时同时进 行样本序列号的连续性判断，拷机48小时看是否有样本序列号不连续 的情况 1.3.3同步守时测试
33
智能变电站调试方案-工厂调试
34
奥地利OMICRON的CMC 356 北京博电的PWF光数字保护测试仪 武汉中元华电的ZH-605D光数字保护测试仪
中国电科院正在做系统仿真软件，已经卖给几个省的电科院 ，但是目前处于实验室阶段
过程层
ECVT 电子式互感器
传统开关
传统互感器
传统开关
传统变电站结构图
智能化变电站结构图
4
4
概述
5
2、调试方法的变化（相对传统站）
规约的变化引起的调试方法的不同。
103
5
61850
5
概述
6
2、调试方法的变化（相对传统站） 网络的变化引起的调试方法的不同
过程层 网络
智能化 变电站
站控层 网络
13
13
智能变电站调试方案-工厂调试
14
1、工厂调试
1.1 工厂调试应具备的要求 根据网络布置图，进行网络连接； 根据虚端子图配置SCD，由SCD生成CID文件分发至各装置，并把 SCD导入后台监控、远动、保信子站、录波器、网络分析仪等； 网络设备的配置，如：Vlan的划分或采用GMRP组播注册协议； 试验仪器的准备。 制定单装置调试方案以及系统联调方案。
站继电保护技术规范》中规定的±10us以内。
1.3.7 MU上、掉电发送数据测试 主要测试采集器上电、掉电中采集器采集的数据是否正常。MU上电
时，触发保护装置录波，查看波形是否有异常，或抓包，看刚上电的
前10个周波的数据的峰值是否稳定；当装置掉电时，抓包，分析最后 几个周波的峰值是否稳定。
27
27
智能变电站调试方案-工厂调试
(3) GOOSE联闭锁测试 GOOSE联闭锁通信中断恢复
重载条件下GOOSE联闭锁通信
网络风暴条件下GOOSE联闭锁通信 GOOSE生存周期内通信中断时的GOOSE联闭锁正确性
超过GOOSE生存周期通信中断前后GOOSE联闭锁正确性
19
19
智能变电站调试方案-工厂调试
20
智能终端动作时间测试：
28
28
智能变电站调试方案-工厂调试
29
29
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智能变电站调试方案-工厂调试
30
开关位置、刀闸位置（GOOSE）
遥控并列 （MMS） 遥控并列 （GOOSE） 遥控并列 （GOOSE）
开关位置、刀闸位置（GOOSE）
并列后电压（SMV）
30
30
智能变电站调试方案-工厂调试
31
1.5 电压切换测试 母线合并单元将母线电压以4-8格式分别接入各间隔的合并单元
PCS-221C（或PCS-221G），各间隔合并单元通过GOOSE从交换机
上接收本间隔刀闸位置信息进行切换，把切换后的电压与线路电压、 线路电流同步打包成一帧报文发送出去。
31
31
智能变电站调试方案-工厂调试
32
刀闸位置（GOOSE）
刀闸位置（GOOSE）
两条母线的电压 （60044-8） 切换后电压（SMV）
28
1.4 PT并列测试 当母联断路器合闸，需要PT并列运行时，站控层向测控装置下发 PT并列遥控命令；测控装置将PT并列遥控命令转成GOOSE命令；母 线合并单元PCS-221D（或PCS-221N）根据测控装置下发的GOOSE 命令并结合母联断路器位置和相关刀闸位置判断，若符合条件则输出 并列后的母线电压。
SV 采样值报文 APPID 应在 4000-7FFF 范围内配置 。
21
21
智能变电站调试方案-工厂调试
22
(3)SV接收测试
SV 采样值报文接收方应根据报文中的 APPID 确定报文所属的采样值
接收控制块; SV 采样值报文接收方应根据收到的报文和采样值接收控制块的配置
信息，判断报文配置不一致，丢帧，编码错误等异常出错情况，并给
出相应报警信号; SV 采样值报文接收方应根据采样值数据对应的品质中的 validity，
test 位，来判断采样数据是否有效，以及是否为检修状态下的采样数
据。
22
22
智能变电站调试方案-工厂调试
23
(4)采样同步测试 合并单元正常情况下对时精度应为 ± 1us ，守时精度范围为 ± 4us/10min; 合并单元采样点应该和外部时钟同步信号进行同步， 在同步秒脉冲时 刻， 采样点的样本计数应翻转置 0; 当外部同步信号失去时， 合并单元应该利用内部时钟进行守时。 当 守时精度能够满足同步要求时， 采样值报文中的同步标识 “ SmpSynch ” 应为 TRUE 。 当守时精度不能够满足同步要求时， 采样值报文中的同步标识位“ SmpSynch ” 应为 FALSE ; 不论合并单元是否在同步状态，采样值报文中的样本计数均应在（ 0 ， 3999 ） 的范围内正常翻转。
务实 求精 协作 创新
智能变电站继电保护调试方法
www.nari-relays.com
1
目录
2
1 2
•概
述
•智能变电站调试方案
2
概述
3
1、背景
智能变电站应具有如下特征：一次设备智能化、、二次设备网络化、基
础数据完备化、信息交换标准化、运行控制自动化、信息展示可视化、分 析决策在线化、设备检修状态化、保护决策协同化、设备安装就地化、系
16
16
智能变电站调试方案-工厂调试
17
后台与装置建立关联，然后断开网络线，检查后台与装置是否能够检 出通讯故障，记录检出故障的时间。
查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间。
后台与装置建立关联，然后断开网络线，当后台或装置检出通讯故障 后插上网络线，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时
1.2.4 SV测试：
(1) SV的建模
(2) SV发送测试 合并单元发送给保护测控的采样频率应为 4K/ 秒，SV 报文中每 1 个
APDU 部分配置 1 个 ASDU，发送频率应固定不变；
SV 报文中的采样值数据，样本计数应和实际采样点顺序相对应。 样 本计数应根据采样频率顺序增加并翻转，不能跳变或越限；
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概述
11
3、技术要求 基于IEC 61850标准、适用于智能变电站研发测试、工厂调试和现场检 验的继电保护测试仪，且能通过配置实现智能变电站各种输入输出方式 的测试。 报文的监视及分析。 其他各种校验仪。
11
11
智能变电站调试方案
12
1 2
12
•FAT •SAT
12
智能化变电站的调试流程
常规变电站是厂家单屏或者单装置调试完成，直接发货到现场，然后安装 调试、投运。 智能化变电站引入了FAT（工厂验收测试 factory acceptance test）， SAT（现场验收测试 site acceptance test） FAT和SAT的目的：明确设联会上未确定的事情；消除各厂家对于61850认 知的差异性导致设备互操作性的缺失。
装置上电后，GOOSE报文当前数据正确发送，无错漏
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智能变电站调试方案-工厂调试
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(2)装置GOOSE处理能力测试
模拟多个开关频繁变位，测试装置能正确发送GOOSE的最大量
双网之间是否发送相同报文 装置GOOSE A网断链时，B网是否正常工作
超过两倍生存周期时间通信中断，接收装置是否报GOOSE通信中断
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智能变电站调试方案-工厂调试
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1.2 61850测试 1.2.1 模型测试： (1)装置ICD文件的合法性静态检测 模型合法性检查 SCL内部合法性检查 SCL 引用检查 要求：ICD模型必须符合DL/T 860-6《变电站通信网络和系统》的要求。 ⑵数据模型内外描述的一致性 要求：装置在线获得的配置必须与模型文件一致。
护 逻 辑 (CPU)
开 入 GOOSE 开 出 组 件
A/D
MU
端子箱
人机对话模件 IED 传统微机保护 数字化保护
智能终端
8
概述
9
2、调试方法的变化（相对传统站） 功能自由分布引起的调试方法的不同。
智 能 化 变 电 站
集中式保护 站域保护
分布式保护
……
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概述
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常规综合自动化站电气二次图含电流电压回路图、控制信号回路图、端子 排图、电缆清册等，所有不同设备间的连接均通过从端子到端子的电缆连接 实现。这些图纸反映了二次设备的原理及功能，一、二次设备间的连接关系， 以及可用于指导施工接线和运行的检修维护。 而智能变电站电气二次设计与常规综合自动化站比较发生了很大的变化。 智能变电站各层设备通过网络进行连接，设备间的连接是基于网络传输的数 字信号，原有二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所取代，已 不再有传统的端子的概念。 所以在现在的智能变电站设计中，我们都要求设计院至少应提供基于虚端 子的二次接线图、过程层GOOSE配置表、全站网络结构图、交换机端口连接 图等，真正在设计层面上完善和实现智能变电站的透明性和开放性。
• 方法：由测试仪分别发送一组 GOOSE跳、合闸命令，并接收 跳、合闸的硬接点信息，记录报 文发送与硬节点输入时间差。 • 智能终端应在7ms内可靠动作。 响应GOOSE命令动作时间测试 响应GOOSE命令动作时间测试
跳合闸硬 节点输出
智ຫໍສະໝຸດ Baidu终端
GOOSE 跳闸报文
数字继电保护测试仪
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智能变电站调试方案-工厂调试
统设计统一化、二次系统一体化。
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概述
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工作站1 GPS 工作站2 远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5- 103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
传统开关
光缆
SMV
MU
智能单元
电缆
CT/ PT
未失步时重新插入时钟源。查看保护装置是否会报mu同步丢失、恢复 的过程。正确情况是不应出现同步丢失，又恢复的情况。
1.3.5同步稳定性测试
当MU和GPS同步后，频繁的中断和恢复GPS同步源，如此无规律重 复多次，看保护接收数据是否有异常现象。
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智能变电站调试方案
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1.3.6 数据发送抖动测试 利用网络分析仪监视MU的报文，看帧间隔抖动是否满足《智能变电
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概述
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2、调试方法的变化（相对传统站） 采用电子式互感器及合并单元引起的调试方法的变化。
模拟量
7
数字量
7
智能变电站设备功能分布（单个间隔）
8
2、调试方法的变化（相对传统站） 一次设备的智能化及保护测控装置结构的变化引起的调试方法的变化。
SMV 光纤 ECT
交 流 输 入 组 件
保
转 换 组 件
15
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智能变电站调试方案-工厂调试
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1.2.2 关联测试：
后台与装置建立关联，然后释放关联，测试连接是否能够正确建
立和释放。 后台运行多个客户端同时与装置建立关联，测试装置最大能够建 立的关联数。 后台与装置建立关联，然后重启后台， 检查后台与装置是否能够 恢复连接，记录恢复所需时间。 后台与装置建立关联，然后重启装置， 检查后台与装置是否能够 恢复连接，记录恢复所需时间。
间。
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智能变电站调试方案-工厂调试
18
1.2.3 GOOSE测试：
(1)GOOSE报文测试
GOOSE发布是否正确 GOOSE订阅是否正确并响应
使GOOSE参数设置错误，检查被测装置是否处理
检查GOOSE断链是否能正确上报 检查GOOSE发送策略（发送间隔，发送序号是否符合标准）
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智能变电站调试方案-工厂调试
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1.6 保护测控等装置测试 测试对象： • 保护、测控装置 • 智能终端 • 电能仪表 测试项目： • 保护、测控的单体功能 • 电能仪表功率 • IED的GOOSE信息 测试手段： • 数字化测试仪 • 传统测试仪+数字转换装置 • 系统仿真
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GPS
时钟测试仪 时钟测试仪
合并单元 合并单元
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智能变电站调试方案
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1.3.4同步守时恢复同步测试
当MU与GPS同步后，去除同步时钟源，在MU未失步时重新插入时钟
源。这个过程中查看9-2校验仪计算的标准信号与接收信号间是否有角 差抖动的问题。
将MU输出信号接入保护装置，同步完成后，去除同步时钟源，在MU
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智能变电站调试方案-工厂调试
1.3 合并单元测试 1.3.1同步特性测试(主要是验证MU数据发送的正确性)：
常规试验仪 采集卡模拟器 （HELP2000）
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互感器校验仪
合并单元 （PCS-221）
同步源
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智能变电站调试方案
25
1.3.2数据连续性测试 当MU发送数据和GPS同步上以后，保护装置接收MU数据时同时进 行样本序列号的连续性判断，拷机48小时看是否有样本序列号不连续 的情况 1.3.3同步守时测试
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智能变电站调试方案-工厂调试
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奥地利OMICRON的CMC 356 北京博电的PWF光数字保护测试仪 武汉中元华电的ZH-605D光数字保护测试仪
中国电科院正在做系统仿真软件，已经卖给几个省的电科院 ，但是目前处于实验室阶段
过程层
ECVT 电子式互感器
传统开关
传统互感器
传统开关
传统变电站结构图
智能化变电站结构图
4
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概述
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2、调试方法的变化（相对传统站）
规约的变化引起的调试方法的不同。
103
5
61850
5
概述
6
2、调试方法的变化（相对传统站） 网络的变化引起的调试方法的不同
过程层 网络
智能化 变电站
站控层 网络
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智能变电站调试方案-工厂调试
14
1、工厂调试
1.1 工厂调试应具备的要求 根据网络布置图，进行网络连接； 根据虚端子图配置SCD，由SCD生成CID文件分发至各装置，并把 SCD导入后台监控、远动、保信子站、录波器、网络分析仪等； 网络设备的配置，如：Vlan的划分或采用GMRP组播注册协议； 试验仪器的准备。 制定单装置调试方案以及系统联调方案。
站继电保护技术规范》中规定的±10us以内。
1.3.7 MU上、掉电发送数据测试 主要测试采集器上电、掉电中采集器采集的数据是否正常。MU上电
时，触发保护装置录波，查看波形是否有异常，或抓包，看刚上电的
前10个周波的数据的峰值是否稳定；当装置掉电时，抓包，分析最后 几个周波的峰值是否稳定。
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智能变电站调试方案-工厂调试
(3) GOOSE联闭锁测试 GOOSE联闭锁通信中断恢复
重载条件下GOOSE联闭锁通信
网络风暴条件下GOOSE联闭锁通信 GOOSE生存周期内通信中断时的GOOSE联闭锁正确性
超过GOOSE生存周期通信中断前后GOOSE联闭锁正确性
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智能变电站调试方案-工厂调试
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智能终端动作时间测试：
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智能变电站调试方案-工厂调试
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智能变电站调试方案-工厂调试
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开关位置、刀闸位置（GOOSE）
遥控并列 （MMS） 遥控并列 （GOOSE） 遥控并列 （GOOSE）
开关位置、刀闸位置（GOOSE）
并列后电压（SMV）
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智能变电站调试方案-工厂调试
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1.5 电压切换测试 母线合并单元将母线电压以4-8格式分别接入各间隔的合并单元
PCS-221C（或PCS-221G），各间隔合并单元通过GOOSE从交换机
上接收本间隔刀闸位置信息进行切换，把切换后的电压与线路电压、 线路电流同步打包成一帧报文发送出去。
31
31
智能变电站调试方案-工厂调试
32
刀闸位置（GOOSE）
刀闸位置（GOOSE）
两条母线的电压 （60044-8） 切换后电压（SMV）
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1.4 PT并列测试 当母联断路器合闸，需要PT并列运行时，站控层向测控装置下发 PT并列遥控命令；测控装置将PT并列遥控命令转成GOOSE命令；母 线合并单元PCS-221D（或PCS-221N）根据测控装置下发的GOOSE 命令并结合母联断路器位置和相关刀闸位置判断，若符合条件则输出 并列后的母线电压。
SV 采样值报文 APPID 应在 4000-7FFF 范围内配置 。
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智能变电站调试方案-工厂调试
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(3)SV接收测试
SV 采样值报文接收方应根据报文中的 APPID 确定报文所属的采样值
接收控制块; SV 采样值报文接收方应根据收到的报文和采样值接收控制块的配置
信息，判断报文配置不一致，丢帧，编码错误等异常出错情况，并给
出相应报警信号; SV 采样值报文接收方应根据采样值数据对应的品质中的 validity，
test 位，来判断采样数据是否有效，以及是否为检修状态下的采样数
据。
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智能变电站调试方案-工厂调试
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(4)采样同步测试 合并单元正常情况下对时精度应为 ± 1us ，守时精度范围为 ± 4us/10min; 合并单元采样点应该和外部时钟同步信号进行同步， 在同步秒脉冲时 刻， 采样点的样本计数应翻转置 0; 当外部同步信号失去时， 合并单元应该利用内部时钟进行守时。 当 守时精度能够满足同步要求时， 采样值报文中的同步标识 “ SmpSynch ” 应为 TRUE 。 当守时精度不能够满足同步要求时， 采样值报文中的同步标识位“ SmpSynch ” 应为 FALSE ; 不论合并单元是否在同步状态，采样值报文中的样本计数均应在（ 0 ， 3999 ） 的范围内正常翻转。
务实 求精 协作 创新
智能变电站继电保护调试方法
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目录
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1 2
•概
述
•智能变电站调试方案
2
概述
3
1、背景
智能变电站应具有如下特征：一次设备智能化、、二次设备网络化、基
础数据完备化、信息交换标准化、运行控制自动化、信息展示可视化、分 析决策在线化、设备检修状态化、保护决策协同化、设备安装就地化、系
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智能变电站调试方案-工厂调试
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后台与装置建立关联，然后断开网络线，检查后台与装置是否能够检 出通讯故障，记录检出故障的时间。
查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间。
后台与装置建立关联，然后断开网络线，当后台或装置检出通讯故障 后插上网络线，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时