DQZHAN技術(shù)訊：智能變電站對二次系統(tǒng)有哪些影響？

二次系統(tǒng)架構(gòu)體系的變化

IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)提出了變電站的三層功能結(jié)構(gòu)、功能間的邏輯接口以及邏輯接口到物理接口的映射。根據(jù)IEC61850的上述指導(dǎo)思想，國內(nèi)智能變電站實施過程中設(shè)計了多種不同的體系結(jié)構(gòu)，其中應(yīng)用較多的是“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，也提出過“三層三網(wǎng)”結(jié)構(gòu)及“三層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。各種結(jié)構(gòu)形式的共同點是遵從三層結(jié)構(gòu)，而在網(wǎng)絡(luò)配置上差異較大。當(dāng)前*經(jīng)典的智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，為“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，三層：站控層、間隔層、過程層，兩網(wǎng)：站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)，站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)物理上相互獨立。

1.三層設(shè)備

站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機、遠動工作站、操作員工作站、對時系統(tǒng)等，實現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(SCADA)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理、順序控制等相關(guān)功能。站控層功能宜高度集成。

間隔層設(shè)備一般指保護裝置、測控裝置等二次設(shè)備。間隔層設(shè)備的功能是采集本間隔一次設(shè)備的信號并對一次設(shè)備產(chǎn)生保護、控制和監(jiān)視作用，并將相關(guān)信息上送給站控層設(shè)備和接收站控層設(shè)備的命令。

過程層設(shè)備包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能終端和合并單元。智能終端和合并單元將交流采樣信號和直流開入開出信號（狀態(tài)信號）就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，是一次設(shè)備數(shù)字化和智能化的接口。

2 兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)

三層設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)稱之為站控層網(wǎng)絡(luò)，過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)稱為過程層網(wǎng)絡(luò)。

站控層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)站控層內(nèi)部以及站控層與間隔層之間的數(shù)據(jù)傳輸；過程層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)過程層內(nèi)部以及間隔層與過程層之間的數(shù)據(jù)傳輸。間隔層設(shè)備之間的通信，物理上可以映射到站控層網(wǎng)絡(luò)，也可以映射到過程層網(wǎng)絡(luò)。全站的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用高速工業(yè)以太網(wǎng)組成。

（1）站控層網(wǎng)絡(luò)

站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用MMS（ManufacturingMessageSpecification，制造報文規(guī)范），故也稱為MMS網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可通過劃分VLAN(虛擬局域網(wǎng))分隔成不同的邏輯子網(wǎng)以減輕數(shù)據(jù)壓力。

（2）過程層網(wǎng)絡(luò)

過程層網(wǎng)絡(luò)包括用于間隔層和過程層設(shè)備之間的狀態(tài)與控制數(shù)據(jù)交換的GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent，通用面向?qū)ο笞冸娬臼录┚W(wǎng)和用于間隔層與過程層設(shè)備之間采樣值傳輸?shù)腟V（SampledValue，采樣值）網(wǎng)。

二次系統(tǒng)檢修工作的變化

1.檢修內(nèi)容的變化

（1）一致性測試

智能變電站采用統(tǒng)一的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，裝置之間的通信、互操作的規(guī)范性需要通過IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的一致性測試來驗證。因此，無論新建變電站還是后期增加、更改裝置都需要進行一致性測試。

（2）智能組件的檢修

智能變電站實現(xiàn)一次設(shè)備智能化，保護交流量和開關(guān)量輸入以數(shù)字化方式提供，其控制命令、告警信號也采用數(shù)字化的方式輸出。因此二次系統(tǒng)檢修的對象擴大到合并單元、智能終端等智能組件，內(nèi)容側(cè)重于對合并單元、智能終端等裝置的精度、動作時間及同步性能的測試。

（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的檢修

智能變電站實現(xiàn)了二次設(shè)備及回路網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備（主要是交換機）具有非常重要的地位，對其功能和性能要求均非常高。檢修內(nèi)容不僅包括時延、吞吐量、丟幀率等基本性能測試，還包括多層級聯(lián)后性能及VLAN劃分、優(yōu)先級處理、端口鏡像、廣播風(fēng)暴抑制、自檢告警等功能要求。

由于統(tǒng)一的通信規(guī)約、一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備及回路網(wǎng)絡(luò)化帶來的變化，使得智能變電站的檢修內(nèi)容和要求由傳統(tǒng)的硬結(jié)點檢修轉(zhuǎn)為軟報文檢修。

2.檢修工具的變化

對應(yīng)于檢修內(nèi)容的變化，智能變電站中出現(xiàn)了數(shù)字化保護測試儀、手持式調(diào)試終端（手持式光數(shù)字測試儀/光萬用表）、合并單元測試儀、時間同步SOE測試儀、智能變電站網(wǎng)絡(luò)測試儀、光功率計等新型檢修設(shè)備及工具，大大豐富了變電站的檢修手段。

3.檢修機制的變化

常規(guī)變電站保護裝置和測控裝置的置檢修壓板是保護裝置進行檢修試驗時屏蔽軟報文和閉鎖遙控的，不影響保護動作、就地顯示和打印等功能，達到方便檢修人員調(diào)試維護的目的。智能變電站保護裝置的置檢修壓板是檢修時閉鎖相關(guān)保護動作的。保護、測控、合并單元和智能終端都有檢修壓板，不同的智能設(shè)備之間檢修壓板的組合會有不用的動作行為。

4.壓板的變化

智能變電站取消了大部分的硬壓板，常規(guī)變電站硬壓板的功能大多由軟壓板實現(xiàn)，所以軟壓板的分類設(shè)置與操作就顯得尤為重要。

（1）軟壓板分類

智能變電站軟壓板一般分為以下幾類：保護功能投退軟壓板、定值控制軟壓板、采樣數(shù)據(jù)接收軟壓板、GOOSE出口軟壓板、測控功能軟壓板。

（2）軟壓板操作

正常情況下，軟壓板操作在監(jiān)控后臺實行遙控操作。在保護裝置與監(jiān)控后臺通信中斷時，若急需對保護軟壓板進行操作，可允許就地操作，就地操作時，應(yīng)防止誤入間隔，并仔細(xì)核對裝置和壓板命名。

5.二次回路**措施的變化

二次回路上的工作是一項**隱患很高的工作，要求工作人員不僅工作細(xì)膩、規(guī)范，而且要掌握并會設(shè)置必要的**措施。

常規(guī)微機保護裝置通過二次電纜與其他一、二次設(shè)備之間構(gòu)成各種各樣的復(fù)雜二次回路，同時各保護屏柜之間的聯(lián)系也是通過端子排之間的二次電纜連接實現(xiàn)。智能變電站用光纜取代了常規(guī)變電站的電纜接線方式，各設(shè)備由傳統(tǒng)的點對點硬結(jié)點信號傳輸方式變?yōu)橛蒅OOSE、SV、MMS網(wǎng)絡(luò)組成的軟報文傳輸方式，這一轉(zhuǎn)變使二次回路在構(gòu)成上發(fā)生了重大改變，與之對應(yīng)的二次回路**措施也發(fā)生了很大變化。

智能變電站中檢修設(shè)備與其他運行設(shè)備的聯(lián)系主要依靠光纖和網(wǎng)絡(luò)，在不破壞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，物理上就不能完全將檢修設(shè)備和運行設(shè)備隔離。要實現(xiàn)有效的硬件隔離，在回路上已不可能實現(xiàn)，只有通過對裝置進行各種設(shè)置，改變信息發(fā)送方和接收方的狀態(tài)，才能避免“三誤”等情況的發(fā)生。