电气设备监测与故障诊断作业
智能变电站
学院：电子信息
专业：电气工程及其自动化
班级：13级01班
姓名：苗增
学号：41303040134
智能化变电站建设
苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600
摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850
通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
1.智能化变电站的体系结构与通讯网络
IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。
站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。
2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统
3.1.技术特点
采用分层分布、面向对象的设计思想;
支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;
当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;
当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;
采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;
间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。
3.2.工程应用
浙江宁波220kV武胜变
宁夏银川220kV掌政变
广东220kV电科院实验室
四川绵阳110kV北川变
新疆昌吉110kV北庭变
贵州贵阳110kV东关变
河南周口110kV北郊变
河北邯郸110kV贾口变
……
4.PRS700-D/ PRS7000系列间隔层装置
4.1.装置列表
表 1 数字化保护测控设备列表
4.2.技术特点
面向智能电网、立足数字化电网、兼容传统电网的自动化系统。
统一的硬件和软件平台，实现了硬件的标准化、模块化，软件的组态化，方便配置和扩展。
总线式架构，内部千兆数据总线，采用点对点/组播方式进行数据交互，数据传输容量大，扩展性强。
保护装置支持传统互感器以及不同型号电子式互感器同时接入，并具备良好的数据处理能力，母线保护装置工程应用已实现36间隔接入。
电子式互感器采样值正确性检测识别及异常数据处理，有效处理飞点问题。
4.3.典型产品简介
1.BP-2C-D母线保护
BP-2C-D型分布式微机母线保护装置是深圳南瑞科技有限公司在继承BP系列集中式母线保护产品基础上基于数字化变电站IEC61850标准开发的母线
保护装置，采用全新的高性能硬件平台，具有全开放式数字接口，既可以与智能一次设备(光电互感器、一次智能开关)无缝接口，也兼容传统的一次设备;支持IEC61850协议的站控层接入、间隔层的GOOSE闭锁互联和过程层的电子式互感器数字信号接入，可灵活地用于部分或全部采用智能一次设备的变电站。分布式母差各子机按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式，以能够实现变电站内智能电气设备间信息共享、互操作和保护间隔下放为目的，从而具有更完善的、更经济的、更可靠的工程应用价值。
适用于1000kV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母单分段以及双母双分段在内的各种主接线方式，母线上连接元件的最大规模为24个支路。对于中性点不接地系统，若母线保护仅接入两相CT，母线上连接元件的最大规模为36个支路。
2.PRS-753-D线路保护
PRS-753-D装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV及以上电压等级的数字化变电站的需选相跳闸的输电线路保护。
PRS-753-D装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。PRS-753-D后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护，并配有灵活的自动重合闸功能。
PRS-753-D装置内置光通信接口，以光的方式对外通信，传输保护用电流数据及开关量信息;同时，装置还可通过独立的外置光通信转换装置与电站PCM设备的复接，实现长距离线路的纵差保护。
3.PRS-778-D主变保护
PRS-778-D微机变压器成套保护主要适用于220KV及其以上各种电压等级的变压器。它集成一台变压器全套电量保护，主保护和后备保护共用一组TA。可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双套后备保护完全独立的配置要求。
满足变电站综合自动化系统的要求，全面支持数字化变电站自动化系统，可方便接入电子式互感器和智能终端等过程层设备，并通过工业以太网与站控层设备进行通信，保护装置通信遵循最新的IEC 61850国际标准，按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式。
4.4.工程应用
陕西延安750kV洛川变
陕西延安330kV延安变
浙江宁波500kV兰溪变
浙江杭州220kV闻堰变
浙江绍兴220kV东关变
贵州贵阳220kV湾塘变
江西吉安220kV泰和变
山东潍坊220kV怡明变
重庆220kV双桥变
四川绵阳110kV北川变
……
产品应用包括BP-2C-D母线保护、PRS778-D主变保护、PRS753-D线路保护、PRS713-D线路保护、PRS711-D线路保护、PRS747-D高抗保护、PRS723-D 母联及分段保护、PRS721-D断路器保护、PRS761-D非电量智能终端、PRS741-D 高压测控装置、PRS7358备自投装置等全系列设备。
5.PRS7000系列过程层装置
5.1.装置列表
表 2 过程层装置列表
5.2.技术特点
1、采样同步系统：对于需要同步的设备提供多种解决方案，包括采样点插值同步、全站秒脉冲同步，或IEEE1588同步校时(复用过程层或站控层网络，无需专用校时网)等方式。
2、面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案。
3、过程层设备提供足够多的独立以太网接口(100MBase-FX)，既可采用设备点对点直联，也可采用交换机组网互联。
5.3.典型产品简介
1、 PRS-7789 智能终端
PRS-7789是全面支持数字化变电站的智能终端设备，为传统断路器提供数字化接口并具有就地操作箱功能，可作为传统断路器的智能化附件。
PRS-7789通过光纤GOOSE网或点对点的光纤连接接收相关联的间隔层设备的控制指令，完成对断路器的分相或三相操作，同时采集断路器的相关状态信号通过光纤上送给间隔层设备。
2、 PRS-7390 合并单元
5.4. 工程应用
陕西延安330kV延安变
浙江绍兴220kV东关变
四川绵阳110kV南塔变
四川绵阳110kV北川变
新疆昌吉110kV北庭变
参考文献：
【1】国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定的通知.2011，(3)
【2】国家电网科〔2010〕530号(关于印发《智能变电站继电保护技术规范》的通知).
【3】国网公司企业标准Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》
智能变电站通信网络技术方案 1 智能变电站通信网络总体结构 智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。 变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。 变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下，变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用100M及以上高速以太网构建。 通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层 MMS/GOOSE网变电站层网络 超五类屏蔽 双绞线 其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波 SMV网光缆过程层网络GOOSE网 合并智能单元单元过程层 光缆电缆
电子式开关设备 互感器(主变、断路器、刀闸) 智能变电站通信网络基本构架示意图 2 变电站层网络技术方案 功能: 变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。 拓扑结构选择: 环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。 国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~3个独立以太网口, 星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。 国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。 变电站层双星型网络结构示意图 系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层 变电站层网络变电站层交换机2 变电站层交换机1
智能变电站概述 第2 章智能变电站概述 2.1 智能变电站的定义和主要技术特点 所谓智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 智能变电站具有数字化全站信息、网络化通信平台、标准化信息共享和互动化高级应用的主要技术特点。 （1）数字化全站信息。数字化全站信息是指实现一次、二次设备的灵活控制，并具有双向通信功能，可以通过信息网进行管理，满足全变电站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。主要表现在信息的接地数字化，通过采用电子互感器，或者常规互感器就地配置合并单元，实现了就地数字化的信息采样；通过一次设备智能终端的配置，实现就地采集设备本体信息和就地执行控制命令。使电缆缩短，光缆延长。
（2）网络化通信平台。网络化通信平台是指使用基于IEC 61850 的标准化网络通信体系，具体表现是网络化传输全站信息。变电站能根据实际需求灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术增强系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送到测控、保护、故障录波及相角测量等装置，从而共享了数据；利用光缆代替电缆可大幅度减少变电站二次回路的连接线数量，同时提高了系统的可靠性。 （3）标准化信息共享。标准化信息共享就是形成基于一致的断面的唯一性、一致性基础信息，一致的标准化信息模型，通过一致的标准、一致的建模来实现变电站里外的信息交换和信息共享。具体表现在信息一体化系统下，将全站的数据按照一致的格式、一致的编号存放在一块儿，使用时按照一致的检索方式、一致的存取机制进行，避免了不同功能应用时对相同信息的重复建设。 （4）互动化高级应用。互动化高级应用就是实现各种变电站里外高级应用系统相关对象之间的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。具体而言，就是建立变电站内全景数据的信息一体化系统，供各个子系统同一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其他系统进行标准化交互；满足变电站集约化管理、顺序控制的要求，并能与相邻变电站、电源、用户之间的协调互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行[5,6].
发电厂变电站概述
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发电厂变电站 一、发电厂 发电厂：是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。 1．火力发电厂 火力发电厂:是把化石燃料(煤、油、天然气、油页岩等）的化学能转换成电能的工厂，简称火电厂。 火电厂的原动机大都为汽轮机,也有用燃气轮机、柴油机等。 火电厂又可分为以下几种: 凝汽式火电厂 凝汽式火力发电厂的生产过程: 煤粉在锅炉炉膛8中燃烧,使锅炉中的水加热变成过热蒸汽,经管道送到汽轮机14，推动汽轮机旋转,将热能变为机械能。汽轮机带动发电机1５旋转,再将机械能变为电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽器16，循环水泵18打入的循环水将排汽迅速冷却而凝结，由凝结水泵19将凝结水送到除氧器２０中除氧（清除水中的气体，特别是氧气),而后由给水泵21重新送回锅炉。在凝汽器中大量的热量被循环水带走,凝汽式火电厂的效率较低,只有３０%～4０％。 热电厂 莘县热电厂 临清热电厂 由于供热网络不能太长，所以热电厂总是建在热力用户附近。热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经热交换器１2将水
加热后,把热水供给用户。这样，便可减少被循环水带走的热量，提高效率,现代热电厂的效率达6０％～7０％。运行方式不如凝汽式发电厂灵活。 燃气轮机发电厂 燃气轮机发电厂：用燃气轮机或燃气－蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽轮机驱动发电机的发电厂。可燃用液体燃料或气体燃料。 燃气轮机的工作原理与汽轮机相似,不同的是其工质不是蒸汽,而是高温高压气体。这种单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂,热效率只有35％～40％。 为提高热效率，采用燃气-蒸汽联合循环系统,燃气轮机的排气进入余热锅炉10,加热其中的给水并产生高温高压蒸汽,送到汽轮机5中去做功，带动发电机再次发电；从汽轮机5中抽取低压蒸汽（发电机停止发电时起动备用燃气锅炉８提供汽源)，通过蒸汽型溴冷机６(溴化锂作为吸收剂)或汽-水热交换器7制取冷、热水。这是电、热、冷三联供模式。联合循环系统的热效率可达5６%~8５%。 2.水力发电厂 水力发电厂：是把水的位能和动能转换成电能的工厂，简称水电厂,也称水电站。 水电站的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能,再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。 坝式水电站 坝式水电站：在河流上的适当地方建筑拦河坝,形成水库，抬高上游水位，使坝的上、下游形成大的水位差的水电站。 坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。 （１)坝后式厂房。厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面(下游侧)，不承受水的压力,压力管道通过坝体，适用于高、中水头。 坝后式水电站 水电站的生产过程较简单,发电机与水轮机转子同轴连接,水由上游沿压力水管进入水轮机蜗壳,冲动水轮机转子，水轮机带动发电机转动即发出电能;做过功的水通过尾水管流到下游；生产出来的电能经变压器升压并沿架空线至屋外配电装置，而后送入电力系统。 (2)溢流式厂房。厂房建在溢流坝段后（下游侧），泄洪水流从厂房顶部越过泄入下游河道，适用于河谷狭窄，水库下泄洪水流量大，溢洪与发电分区布置有一定困难的情况。
0引言 智能变电站由一次设备和二次设备2个层面构成，其基本 的组成单元和普通数字化变电站并没有本质区别。 智能变电站的优势主要体现在一次设备的智能化控制以及利用网络化来组织二次设备上，加之一次设备与二次设备之间采用了高速网络通信，因此二者之间的联系得以加强。从智能变电站组成的层次结构来看，从一次设备（互感器、断路器）开始，往下是过程层设备（主要是户外柜组件和过程层交换机），其次是隔离层设备（如各类保护装置和测控装置），最后是由以太网MMS 、监控系统和远控装置构成的站控层设备。而从智能变电站的发展趋势来看，有向系统层和设备层2层结构简化的趋势。但这种2层简化结构需要依赖于大量的计算机和网络控制技术，因此短时间内还难以实现。 当前的智能变电站多数仍采用传统的3层结构形式，该种结构框架的过程层设备和间隔层设备是通过过程层的网络连接来实现的。网络连接在过程层中承担着智能变电站主要数据的通信任务，这些传输数据来自于变电站运行中的状态实时数据，以及变电站的模拟量采样信息、网络中传输的设备管理信息和事件警告信息等。因此， 在研究智能变电站的网络结构优化时，主要是考虑网络中数据传输的优化。 1智能变电站网络结构形式分析 智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层和过程层3个 大层次，通信连接一般都是靠站控总线和过程总线完成。其中站控总线处理站控层与间隔层各控制设备之间的通信，而过程总线处理间隔层与过程层中各种智能一次设备的通信。 从逻辑上讲，在设计时，通常可依据需要将站控总线设置为独立于过程总线，或将站控总线与过程总线合并的形式。这2种不同的布线方式各有优缺点。如果将站控总线与过程总线合并，可能会因数据时效性属性不同（实时性、非实时性）、数据控制属性不同（控制性、非控制性）而导致数据间的互相影响，降低网络资源的利用效率和网络的安全性。但这种布线方式能够提高硬件资源的利用效率，在条件允许的情况下，可通过以太网的优先级排队技术或虚拟局域网技术来实现对各类重要等级不同的数据进行分析处理。 不论是采用站控总线和过程总线合并的形式还是单独布设的形式，从网络结构上看，都可以分为5个基本的层级结构：层级1（站控单元、站运行支持单元、路由器、远程控制中心）、层级2（一级交换机）、层级3（监控单元、保护单元）、层级4（二级交换机）、层级5（执行机构、传感器）。如果是站控总线和过程总线独立布设的形式，则各个层次的组成单元依次与下一层级的组成单元相连，同一层级的组成单元互不影响，形成从一级交换机开始的若干条独立的数据传输线路，此时一级交换机和二级交换机之间没有直接的线路连接，而是要经过层次3中的监控单元和保护单元。如果是站控总线和过程总线合并布设的形式，则在一级交换机和二级交换机之间直接存在直接的连接线路，但一级交换机所接收到的数据既有直接来自于二级交换机的数据，也有通过监控单元和保护单元的数据，这是这一布线方式可能存在数据干扰的根本原因。 2智能变电站网络结构优化 在本节中，将从某智能变电场升压站的组网结构优化及其 网络的流量优化2个方面来展开讨论。该升压站的原系统结构如图1所示。 2.1 原系统结构特点分析 由图1可知，其网络结构为典型的“三层两网”式结构，站控层、间隔层和过程层的层次结构很明显，过程层和站控层这2级网络为独立式布置。在本例中，网络采用高速以太网搭建，过程层的网络采用了2类网络形式来分别处理上行数据和下行数据，其中电流和电压实时数据的上传、开关量的上传均由SV 采样值网络完成，而分合闸控制量的下行则由GOOSE 网络完成。站控层网络采用MMS ／GOOSE 通信方式来完成全站信息的汇总和处理。 在原站控层的组网方案中，采用的是双星型拓扑结构，冗余网络采用双网双工方式运行。而过程层的网络结构为单星型的以太网结构，保护装置由2套独立的单网配置提供，因此能够使过程层网络具有双重化的特点，且2套网络互相物理隔离。过程层中的网络采样值按点对点传输的方式完成，以直接跳闸的方式来实现对间隔层设备的保护。 采用上述组网结构后，可以实现GOOSE 和SV 以太网口的独立传输，在信息传输时交换机所承担的任务明确，能够有效避免数据之间的干扰。原过程层GOOSE 网络承担着繁重的数据采样任务，但网络仅具备100M 的流量承载力，影响了数据的传输效率，加之网络接口独立设置，因此不便于网络结构的维护。 浅谈智能变电站的网络结构优化 丁文树 （泰州供电公司，江苏泰州225300） 摘要：介绍了智能变电站的层级构成以及各个层级的特点，在此基础上，对当前智能变电站主要的网络结构形式进行了分析，最后 以某智能变电站的网络结构改造和优化为例，阐述了网络结构优化后的具体形式以及网络流量优化时所采用的优化方法。 关键词：智能变电站；网络结构优化；流量优化 图1升压站原系统结构示意图 站控层设备 站控层网络 间隔层设备 过程层网络 过程层设备 合并单元 测控装置 录波装置 计量装置 智能单元 保护装置 设计与分析◆Sheji yu Fenxi 134
智能变电站网络安全策略分析与研究徐晓寅 摘要：智能变电站网络的可靠性和安全性决定了站内智能终端、合并单元、保 护装置、测控装置、自动化系统等各设备之间信息流的传输质量，会对变电站的 安全稳定运行产生直接影响。本文针对智能变电站网络存在的安全威胁，从技术 和管理方面提出了适用于智能变电站网络安全的策略。 关键词：智能变电站；网络安全；策略分析 1 智能变电站网络安全现状分析 智能变电站网络面临的安全威胁主要有内部和外部两部分：内部威胁为网络 交换机硬件问题对站内网络造成的风险；网络风暴造成站内网络瘫痪；外部人为 专业攻击造成的破坏。 1.1 外部安全威胁主要是人为专业攻击，在智能变电站网络条件下，人为专业攻击主要分为以下两种。 1.1.1 主动破坏 非法专业用户接入网络后，通过监听、拦截对站内信息及设备进行监视和控 制操作，再伪造信息向网络发送大量无用报文，使站内网络设备异常、死机甚至 无法重启，最后导致整个网络瘫痪。 1.1.2 无意识破坏 专业用户正常接入网络后，由于误操作导致大量组播报文在网络内传播，对 网络造成破坏和损失。 1.2 智能变电站面临的内部威胁主要来源于内部通信的脆弱性。智能变电站改变了原有的点对点的通信模式，取消了原有的硬接线模式，不同部件之间的通信，采用了对等的通信模式，所有变电站的智能部件之间的通信均在局域网上实现， 并且不同智能部件的关联度更加紧密。一旦某个智能部件遭到恶意攻击，就会影 响整个变电站内的通信，危及站内业务的正常运行。其安全威胁主要有以下几方面： 1.2.1 网络交换机硬件风险 变电站在正常和异常运行时，均会产生不同程度的电磁干扰，如高压电气设 备的倒闸操作、短路故障等电磁暂态过程及高压电气设备周围产生的静电场和磁场、雷电、电磁波辐射、人体与物体的静电放电等。这些电磁干扰会对交换机的 通信传输产生一定影响，导致交换机转发的报文出错，甚至丢失整帧报文，影响 智能变电站网络的安全可靠运行。因此，在强电磁干扰的情况下，交换机必须满 足零丢帧的要求，以满足过程层数字化的需求。而在实际生产现场，智能变电站 的交换机选型配置及验收都无明确的负责机构及硬件把关负责人员，导致交换机 管理处于无序甚至空白状态。 1.2.2 网络风暴 交换机作为网络核心通信设备，如果自身的报文转发机制异常，会导致网络 风暴，给智能变电站网络运维留下极大的隐患。网络风暴的基本表现为：大量重 复报文在网络中快速传播，大量信息排队等待，直至占满带宽或耗尽交换机 CPU 资源，严重影响网络的正常运行。产生网络风暴的原因很多，其中重要的原因是 网络环路问题，主要指：对过程层网络来说，虽然工程应用上通过静态VLAN划 分或 GMRP组播技术来实现网络隔离，但如果网络环路发生在同一VLAN内，仍 会产生网络风暴；对站控层网络来讲，由于没有采用任何组播报文隔离技术，GOOSE 报文组播范围为站控层全网；一旦网络内形成重复链路，GOOSE 报文就会
一、选择题 1、我国数字化变电站标准采用的电力行业标准是：（）。正确答案：（C） A、IEC-60870 B、IEC-61850 C、DL/T 860 D、以上都不正确 2、LD指的是（）。正确答案：（A） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 3、LN指的是（）。正确答案：（B） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 4、DO指的是（）。正确答案：（C） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 5、DA指的是（）。正确答案：（D） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 6、GOOSE报文可用于传输：（）。正确答案：（D ） A、单位置信号 B、双位置信号 C、模拟量浮点信息 D、以上均可以 7、数字化变电站中采样值传输表示为：（）。正确答案：（C） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 8、数字化变电站中保护跳闸信号采用（）传输。正确答案：（A） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 9、数字化变电站中保护装置与监控系统的通信采用（）传输。正确答案：（B） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 10、数字化变电站中变电站配置描述文件简称是：（）。正确答案：（C） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 11、数字化变电站中IED能力描述文件简称是：（）。正确答案：（A） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 12、数字化变电站中IED实例配置文件简称是：（）。正确答案：（B） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 13、在IEC61850标准中逻辑节点XCBR的含义是：（）。正确答案：（C） A、闸刀 B、压板 C、断路器 D、地刀 14、在IEC61850标准中逻辑节点PDIS的含义是：（）。正确答案：（B） A、过电流保护 B、距离保护 C、差动保护 D、零序电流保护 15、IEC61850标准在定义逻辑节点中，凡是以P开头的逻辑节点的含义是：（）。正确
电气设备监测与故障诊断作业 智能变电站 学院：电子信息 专业：电气工程及其自动化 班级：13级01班 姓名：苗增 学号：41303040134
智能化变电站建设 苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600 摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850 通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 1.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。 110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;
智能变电站概述及通讯结构图 来源：深圳南瑞科技有限公司陈小姐时间：2011-07-18 11:25 阅读：1228次 标签：智能变电站自动化系统 1.智能变电站概述 智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 2.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV 及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要; 间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。 3.2.工程应用 浙江宁波220kV武胜变
在智能变电站中，继电保护受自动化体系结构设计的影响较大。体系结构不仅影响保护装置的接口要求，更重要的是会从整体上影响保护设备配置、实现方式、维护方式及运行可靠性。本期简单的介绍一下智能变电站自动化系统的体系结构。 其中提到逻辑接口可以采用几种不同的方法映射到物理接口，一般逻辑接口1、3、6、9映射到站控层中，逻辑接口4、5映射到过程层中。间隔之间的通信接口8可以映射到任何一种或者同时映射到两种。上期图中没有做备注，很多朋友没看明白，这里重新备注一下。 接口1：间隔层和站控层之间交换保护数据； 接口3：间隔层内交换数据； 接口4：过程层和间隔层之间交换瞬时采样数据； 接口5：过程层和间隔层之间交换控制数据； 接口6：间隔层和变电站层之间交换控制数据； 接口8：间隔层之间交换数据； 接口9：站控层之间交换数据；
根据上述思想，国内智能站采用较多的是三层两网的结构。 1、三层 智能变电站自动化系统站控层设备包括：监控主机、数据通信网关、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器和计划管理终端等； 间隔层设备包括：继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪、及稳控装置等； 过程层设备包括：合并单元、智能终端、智能组件等。 2、两网 变电站网络在逻辑上可分为：站控层网络、间隔层网络、过程层网络。全站通信采用高速工
业以太网组成。 站控层网络是间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层和间隔层之间的数据传输；（上图接口1/3/6/9） 过程层网络是间隔层设备和过程层设备之间的网络，实现间隔层设备和过程层设备之间的数据传输。（上图接口4/5） 间隔层设备之间的通讯，在物理上可以映射到站控层网络，也可以映射到过程层网络。（上图接口8） （1）站控层网络 站控层网络设备包括站控层中心交换机和间隔交换机。站控层中心交换机连接数据通信网关机、监控主机、综合应用服务器、数据服务器等设备间隔交换机链接间隔内的保护、测控和其他智能电子设备。间隔交换机与中心交换机通过光纤连成同一物理网络。上期提到过，站控层和间隔层之间的网络通信协议采用MMS，故也称为MMS网。网络可通过划分VLAN（虚拟局域网）分割成不同的逻辑网段，也就是不同的通道。 （2）过程层网络 过程层网络包括GOOSE网和SV网。 GOOSE网用于间隔层和过程层设备之间的状态与控制数据交换。GOOSE网一般按电压等级配置，220kV以上电压等级采用双网，保护装置与本间隔的智能终端之间采用GOOSE点对点通信方式。 SV网用于间隔层和过程层设备之间的采样值传输，保护装置与本间隔的合并单元之间也采用点对点的方式接入SV数据。也就是我们常说的“直采直跳”。关于直采、网采、直跳、网跳的概念我们在后面再详细介绍。 3、对时系统 智能站自动化系统中另一个重要的组成部分就是对时系统。对时系统由主时钟、时钟扩展装置、对时网络组成。主时钟采用双重化配置，支持北斗导航系统（BD）、GPS系统、地面授时信号，其中优先采用北斗导航系统。时钟同步精度优于1μs。站控层设备与时钟同步一般采用简单网络时间协议（SNTP）方式，经站控层网络对时报文接受对是信号。间隔层和过程层一般采用IRIG-B码、秒脉冲对时方式。 下图为根据某220kV智能变电站的自动化系统简化的结构示意图，方便大家了解。小编水平有限，欢迎对智能站比较了解的朋友指教讨论。
智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑
交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或RS232/485接 口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所和基 站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线 检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁而设计生产的一款产品。它通过以太网TCP/IP 或者GPRS/3G/4G 网络，主要解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。 1) 置触摸屏支持单机管理
智能化变电站技术 内容提要 ?智能化变电站概述?如何实现智能化变电站?关键问题分析 ?智能化变电站技术规范?国内典型工程案例分析 智能化变电站概述-定义 ?《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,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,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 ?智能变电站派生于智能电网 智能化变电站概述-变电站 内部分层远方控制中心 技术服务7功能A 功能B 9变电站层 3控制继电保护 3控制继电保护 8 16 16间隔层传感器操作机构 过程层接口过程层
高压设备4545IEC61850将变电站分为三层 智能化变电站概述-需要区分的概念 ?变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等?间隔层 保护、测控等 ?过程层 智能操作箱子(或称智能单元 合并单元 一次设备智能组件等。 智能化变电站概述-需要区分的概念?IEC61850变电站 特征: 1两层结构(变电站层、间隔层,没有过程层; 2一次设备非智能化,间隔层通过电缆与传统互感器和开关连接; 3不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连互通,取消了保护管理机; 4间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与变电站层监控等相连。 市场特征:
该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段,所占比例会越来越大,以后会成为变电站标配。 例如:华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。 智能化变电站概述-需要区分的概念 ?数字化变电站 特征: 1三层结构(变电站层、间隔层、过程层; 2使用了电子互感器,模拟量通过通信方式上送间隔层保护、 测控装置; 3通过为传统开关配智能操作箱实现状态量采集与控制的数字 化; 4间隔层设备通过网络通信方式从过程层获得模拟量、状态量 并进行控制; 5不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连 互通,取消了保护管理机; 6间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与 变电站层监控等相连。 智能化变电站概述-需要区分的概念 MMS
智能变电站核心架构介绍 智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环，可是智能变电站是怎么实现智能化的呢？ 智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。 智能变电站工作原理 智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。 智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能化一次设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。例如：智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。 在实现一次设备实现通讯的基础上，网络化二次设备分层构建还需要一个具有广泛适用性、功能强大的通讯协议，使各种设备能通过协议实现互操作，才能让变电站的智能化变为可能
这个通讯协议就是IEC61850。IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。 各种设备之间互操作的可靠性 安全和可靠永远是电网系统不可逾越的原则，而众多不同厂家的设备连接到一起，设备之间互操作的可靠性问题也是一个难关。为了保证整个智能变电站系统的可靠性运行及响应速度，必须依靠变电站验收时各种试验及系统联调。由于智能变电站的设备分为过程层、间隔层、站控层3层，因此智能变电站的验收应根据智能变电站的特殊性，在验收时需制定相应验收计划。总的来说，智能变电站的验收项目主要有过程层设备验收、站控层设备验收及主要系统功能验收等项目。 作为智能变电站调试、检测最重要的工具之一，DT6000系列智能变电站光数字测试仪，可用于保护测控装置、智能终端、合并单元、互感器等设备的快捷测试。DT6000系列光数字测试仪集多种功能于一体，轻松完成间隔层、过程层的保护测控装置、合并单元、互感器和光功率测试，帮助智能变电站工作人员验证各种设备之间互操作的可靠性。
智能变电站建设概述 智能电网是电力系统的发展方向, 对于其中的变电环节, 在智能电网的推动下, 智能变电站必将成为新建和改造变电站的主要方向。所谓智能变电站, 是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,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,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能, 并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。与常规站项目比起, 智能变电站具有如下特点: (1一次设备的数字化、智能化。传统的电磁式互感器由电子式互感器取代, 经合并单元后由光纤介质向外提供经数字化的一次电量信息; 传统的变压器、断路器等一次设备加装智能组件, 实现信号的数字式转换与状态监测, 控制命令的数字化接收与发送,达到一次设备智能化的要求。 (2二次设备的网络化、数字化。由以太网通过 GOOSE 协议标准实现间隔层与过程层设备之间以及间隔层设备之间的信息共享与传递。如测量控制装置、继电保护装置、故障录波装置、防误闭锁装置、以及在线状态检测装置等都是都采用高速网络通信连接, 并具备对外光纤网络通信接口。与传统变电站信息传输以电缆为媒介不同, 智能化变电站二次信号传输是基于光纤以太网实现的, 除直流电源之外, 传统的二次电缆全部由光纤或屏蔽网络代替, 通过网络真正实现数据共享与资源共享。 (3变电站通信网络和系统实现 IEC61850标准统一化。因 1EC61850标准的完整性、系统性、开放性,保证了数字化变电站内设备间具备互操作性的特征。 (4运行管理系统的自动化。在传统综自站已有的较大程度自动化特征的基础上,数字化变电站在站内设备的互操作性,信号的光纤传输,基于 IEC61850传输协议的网络通信平台信息共享等方面进一步体现了运行管理自动化的特点。综合以上特点分析, 智能变电站的建设与常规变电站不尽相同, 一是新增了智能组件, 在智能组件的配合下, 传统的一次设备具有了智能作用; 二是智能变电站新型设备的应用,安装形式将产生变化,如新型保护测控装置之间的链接, 由电缆链接转为光纤连接, 安装时需