智能变电站网络分析仪学习

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald21①作者简介：李毅(1985，4—)，男，汉族，湖北随州人，本科，高级工程师，研究方向：变电二次现场检修。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.19.021从几起案例看智能变电站网络分析仪的作用①李毅 吴晨 周玉冰(国网随州供电公司 湖北随州 441300)摘 要：相比于常规综自变电站，智能变电站具有全站信息数据化和网络化的优势，而网络分析仪正是其数据采集分析的核心设备，能通过组网的方式采集全站所有智能设备发出的数据。

网络分析仪是智能变电站的重要设备之一，能通过组网的方式监视全站智能设备的信息，本文从几起智能故障的查找过程入手，从中分析网络分析仪在查找故障过程中的作用，以显示其在智能站运行中的重要地位。

关键词：智能变电站 网络分析仪 保护装置 合并单元 智能终端中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)07(a)-0021-02相比于常规综自变电站，智能变电站具有全站信息数据化和网络化的优势，而网络分析仪正是其数据采集分析的核心设备，能通过组网的方式采集全站所有智能设备发出的数据，包括设备自身运行信息、采集的数据以及开出信息等，从而监控全站所有智能设备的运行。

然而现场运行中多会忽视网络分析仪，使得其未能发挥所应能发挥的重要作用。

以下先简要介绍网络分析仪的运行原理，并从几起故障查找过程的分析中，引出笔者对网络分析仪所发挥作用的见解。

1 智能站网络分析仪功能简介智能变电站网络分析仪（以下简称为网分）主要由报文记录设备及分析主机构成，一般通过千兆光纤与智能站过程层交换机相连，能对基于IEC 61850通信网络的通信全过程进行报文记录，采集全站包括保护装置、测控装置、智能终端、合并单元等智能设备的SV/GOOSE/MMS通信网络的报文记录，然后通过分析主机对各网记录的报文进行详细分析，给出相关的结果，可用于监视全站网络状态、查找实时信息以及事故发生后的事件信息追查。

产品技术规范书（图片仅供参考）设备名称：便携式网络报文分析仪型号：CYGM-61588生产厂家：产品编码：品牌：一、产品简介CYGM-61588便携式网络报文分析仪是应用于智能变电站或电力科研实验室的便携式网络报文分析仪器，全面支持DL/T 860以及智能变电站相关标准，为智能变电站各类二次设备的试验、调试、检修提供数据参考依据。

CYGM-61588可直接采集智能变电站过程层网络的采样值、GOOSE、MMS和IEC 61588对时报文。

可选配暂态录波功能和连续记录功能模块，当选配暂态录波功能后，即可实现电网暂态故障的记录和分析测距功能。

二、技术特点1. 全面记录SV、GOOSE、MMS、IEC61588等智能变电站所有类型报文2. 采用高性能实时嵌入式操作系统vxWorks，系统稳定、可靠，实时性好3. 能变电站过程层和站控层网络异常实时告警4. 原始报文实时记录分析与暂态故障录波一体化设计5. 支持100M/1000M/FT3等多种采集接口插件的组合配置，接口种类丰富、数目多6. 4个1000Mbps上行通信网口7. 支持光纤IRIG-B和电平IRIG-B对时，精度＜300ns8. 所有采集端口均支持IEC61588时钟同步，精度＜300ns9. 同步后，装置自身时钟守时精度24小时误差≦±100ms10. 实时数据写盘速度：外圈≧70MB/s，内圈≧30MB/s11. 实时纳秒级硬件时标，时标分辨率为40ns三、技术指标1. 处理器：嵌入式双核处理器，内存2GB2. 存储空间：2TB3. 操作系统：军工级嵌入式实时操作系统：vxWorks 6.94. 智能数据采集接口标配1：8~16个100Mbps SFP模块标配2：8个100Mbps SFP模块+4个1000Mbps SFP模块标配3：8个FT3(ST)光纤接口+8个100Mbps SFP模块标配4：8个FT3(ST)光纤接口+4个1000Mbps SFP模块接收灵敏度：-30~-14dBm；发送功率：-20~-14dBm。

一、系统架构：一次设备断路器互感器说明：1)网络结构采用3层（站控层、间隔层、过程层）2网（GOOSE网、MMS网）结构，比常规自动化站增加过程层和过程层网络，过程层网络采用光纤以太网；2)站控层通过MMS方式通讯；过程层通过SV方式采样，目前主流为9-2；过程层通过GOOSE方式采集开关量并且跳闸；3)保护装置SV采样和GOOSE跳闸采用点对点的通讯方式，SV和GOOSE分开；测控装置通过组网方式，SV和GOOSE共网；4)低压保护：GOOSE和MMS共网运行，兼测保一体、智能终端、MU功能；5)其他设备：电度表采用点对点采样，故障录波器和记录分析仪采用组网方式获取数据。

上图就是一个数字化变电站的基本结构，从上而下，图示的互感器与断路器是常见的一次设备，大家参照下表就可以看出两者区别。

常规站大家都了解，就是采用电缆接线后，采集模拟量上送到各装置。

不过有些数字化改造站的一次设备依然使用传统互感器、开关；间隔层与站控层与数字化站没有区别。

不同之处就是在MU合并装置上增加了交流模拟插件，用来采集常规一次设备的电压、电流等模拟量。

网络结构解析站控层：设备包括主站设备，如监控主机、监控备机、工程师站、远动机、故障录波、网络分析仪、信息子站等。

间隔层：设备包括保护、测控、电度表、直流、UPS、电度采集器等。

过程层：设备包括合并单元、智能终端、光/电CT、PT、智能机构等。

MMS网：保护、测控等设备与监控通讯的网络，走61850协议。

设备包括保护、测控、监控、故障录波等。

GOOSE网：合并单元、智能终端通过光纤上GOOSE交换机，同时保护、测控也上了GOOSE网，进行信息交换。

GOOSE网相当于取代了原来常规站测控、保护的电缆接线工作。

连接设备包括MU、智能终端、测控、保护、网络分析仪、故障录波器等。

注意：10KV目前没有走单独的GOOSE网，走的是GOOSE/MMS合一的网络，即是在一个交换机中，既有GOOSE报文又有MMS报文，而不像高压部分GOOSE和MMS是单独分开的。

智能变电站技术研究及应用实践分析第一章前言随着电力市场的不断发展，电网的规模不断扩大，现有的变电站面临着严重的压力，需要更智能化、自动化的技术来提高其安全性和稳定性。

因此，智能变电站技术的研究和应用实践变得非常重要。

本文将探讨智能变电站技术的相关内容。

第二章智能变电站技术介绍智能变电站技术是借助现代计算机、通讯、控制、监测、保护等技术对传统变电站进行升级改造，实现设备状态的智能化、自动化、信息化和网络化。

通过实现线路状态动态监测、智能配电、远程操作、自动调度等功能，为电网安全可靠运行提供了有力保障。

智能变电站技术主要包括以下方面：1、通讯技术方面包括局域网、广域网、无线通信、射频识别技术等。

通过网络化技术实现设备状态监测、远程操作和管理等。

2、控制技术方面采用先进的PLC、控制器等控制设备，实现设备的自动化控制和运行管理。

3、监测技术方面采用高精度的传感器和测量仪器，实时监测设备状态和线路运行情况，对异常情况及时报警并进行处理。

4、保护技术方面采用数字式保护装置，实现对电网的实时保护，提高电网的安全性和稳定性。

第三章智能变电站技术应用实践分析智能变电站技术在电力行业的应用已经比较广泛，下面是一些应用实践案例：1、华东电网公司埃及地中海分公司智能变电站工程华东电网公司埃及地中海分公司智能变电站工程是华电国际在2010年中标的第一份海外EPC订单。

该项目是一座220kV变电站，借助智能技术实现了双回馈系统的全过程监控，自动发现和处理异常情况，提高了电网安全和稳定性。

2、国内某智能变电站工程该工程采用智能化技术实现了多环网电源切换、自动安全闭锁、远程故障定位等功能，提高了设备的管理效率和工作安全性。

3、西门子（SIEMENS）公司开发的NECST工程NECST是一种全新的智能化变电站控制系统，在德国首次应用。

该工程实现了数字化电网的管理，大幅提高了电网的运行效率和可靠性。

第四章智能变电站技术的前景随着电力市场的竞争和发展，智能变电站技术的应用前景非常广阔。

随着电力技术的发展，智能变电站建设迅速兴起，变电站内的二次设备类型和数量同步增加，二次装置检测技术和标准也日趋完善，二次设备投运前调试、投运后校验维护已成为智能站日常运维重点工作。

此次，我们针对智能站二次设备主要测试项目和所需测试仪器进行简单介绍。

智能变电站二次装置主要包括：保护装置、测控装置、合并单元、智能终端、仪表装置、交换机、网络分析仪等。

1、合并单元合并单元是智能站二次侧枢纽，接收从互感器采样本间隔的模拟信号（主要是电压与电流）后合并，进行A/D转换为光数字信号，输送到相应的二次侧装置，包括保护装置、测控装置、故障录波器、网络分析仪、仪表等。

现场校验主要测试项目为比差、角差、时间延迟以及首周波，继保之星-7000 综合型数字式继电保护测试系统、继保之星DCU-500 合并单元测试系统可满足现场测试项目要求。

△继保之星-7000 综合型数字式继电保护测试系统△继保之星DCU-500 合并单元测试系统科研机构、二次装置厂商除了进行现场校验测试项目外，还需要进行对时、守时、同步、丢帧、抖动、双AD差异等测试，继保之星DCU-500 合并单元测试系统可满足以上测试需求。

2、智能终端智能终端可实现保护装置（测控装置、合并单元）、断路器以及组网之间开关量信号、闭锁信号等的A/D和D/A转换。

智能终端接收保护装置下达的GOOSE跳闸指令，通过电信号控制断路器跳闸或重合闸，以及接收断路器的变位信号，转换为光信号上送到网络。

现场检验主要测试项目为上行时间、下行时间，继保之星-6000 光数字继电保护测试仪、继保之星-7000 综合型数字式继电保护测试系统、继保之星DCU-500 合并单元测试系统都可满足测试要求。

科研机构、二次装置厂商需要完成极限工况、异常工况的检测，推荐使用继保之星-7000 综合型数字式继电保护测试系统。

3、保护装置（测控装置）智能站保护装置采样模式、网络协议有别于常规站，需要进行数字信号测试如丢帧、错序、跳变、双AD差异、错值、溢出、心跳报文等。

智能变电站监控系统的研究1. 引言1.1 研究背景智能变电站监控系统作为电力系统重要的一环，在电力生产和供应中起着至关重要的作用。

随着科技的不断进步和电力系统的不断发展，智能变电站监控系统的研究和应用也变得日益重要。

研究背景是智能变电站监控系统的发展历程和现状，以及相关技术的应用和挑战。

随着电力系统规模的不断扩大和复杂度的不断增加，传统的变电站监控系统已经难以满足电力系统对数据处理、故障检测和设备管理等方面的需求。

研究智能变电站监控系统的意义就在于通过引入先进的信息技术和智能算法，提高变电站的运行效率和安全性，实现电力系统的智能化管理和监控。

智能变电站监控系统的研究背景涉及到电力系统的发展趋势、智能化技术的应用以及未来的发展方向和需求。

通过深入研究智能变电站监控系统的相关理论和技术，可以更好地理解其在电力系统中的作用和意义，为电力系统的现代化提供重要支撑。

1.2 研究意义智能变电站监控系统的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高电网安全稳定性。

随着电力系统规模不断扩大和电力负荷增长，电网运行面临着越来越多的挑战。

智能变电站监控系统可以实时监测电网运行状态，及时发现并处理故障，提高电网的安全性和稳定性。

2. 提高电网运行效率。

智能变电站监控系统可以实现对电网设备的智能化监控和管理，降低维护成本，优化电网运行效率，提高供电质量，满足用户需求。

3. 推动能源转型发展。

智能变电站监控系统可以实现对多种能源的整合管理和监控，实现能源在电网之间的灵活调度，促进可再生能源的大规模接入和智能利用，推动能源转型发展。

4. 促进电力行业信息化建设。

智能变电站监控系统利用先进的信息技术，实现了电力系统监控的自动化、智能化和数字化，促进了电力行业信息化建设，推动电力行业技术水平的提升。

在当前信息化和智能化发展的大背景下，研究智能变电站监控系统具有重要的现实意义和深远的发展价值。

只有不断推动智能变电站监控系统的研究和应用，才能更好地保障电力系统的安全稳定运行，促进电力行业的绿色可持续发展。

智能变电站自动化技术培训出差报告审核：编制：邓冰出差报告任务：智能变电站自动化技术培训出差报告时间：2015年10月26日至10月30日地点：国网技术学院组织部门（单位）：国网人资部参加部门（单位）：各分调、省调，国调直调厂站及运维单位。

内容及成果：一、本次智能变电站自动化技术培训会议的主要内容1．集中脱产培训部分：网关机、测控装置、PMU、同步时钟、网络分析仪等的结构和原理，变电站自动化设备“四统一”相关技术规范2．网络大学培训部分：智能变电站一体化监控系统。

二、会议详细内容如下1．中国电科院授课专家窦仁晖教授做变电站一体监控系统专题讲座本次课程国资部聘请了中国电科院授课专家窦仁晖教授做变电站一体监控系统专题讲座，窦教授详细讲解了智能一体化监控系统的定义，其定义可以简单叙述为按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能；其次窦教授向我们详细描述了智能变电站一体化监控系统主要为人工监控，人工监控分为三方面监控系统：基于RTU的监控系统，基于串行总线的监控系统，基于网络的监控系统，该系统存在如下几个主要问题：系统冗余问题、互联互通问题、信息共享问题、主站支撑问题、升级改造等问题。

监控系统设备有过程层设备、间隔层设备、站控层设备；站控层设备又分为监控主机、操作员站、工程师工作站、I区数据通信网关机、II区数据通信网关机、III/IV区数据通信网关机、综合应用服务器、数据服务器；最后了解了智能变电站一体化监控系统配置，其配置主要分为监控主机单套配置，数据服务器套配置，操作员站、工程师工作站与监控主机合并，综合应用服务器单套配置，I区数据通信网关机双重化配置，II区数据通信网关机单套配置，III/IV区数据通信网关机单套配置。

2．国网电科院授课专家陈玉林教授做PMU标准化专题讲座本次课程国资部聘请了国网电科院授课专家陈玉林教授做PMU标准化专题讲座，在讲座中他详细讲解了P MU技术应用领域及其特点。