变电事业部智能变电站GOOSE通讯培训25页PPT

3.现场调研情况
3.1 变压器的智能化
变压器智能组件应用情况
应用情况
110kV金谷园 220kV午山变
500kV芝堰变
就地安装，主站端实现变压器负荷的自动调节。 就地安装，实现运行状态监测，采用变频冷却风机。 配置主变本体智能终端，并实现变压器过载能力优化的调度端负 荷调节及主变冷却器智能控制。
含智能单元、状态监测单元及智能通风系统。智能单元、状态监
2.变电站发展的几个阶段
• 综合自动化变电站
20 世纪90年代，随着微机保护技术的广泛应 用，以及计算机、网络、通信技术的发展，变电 站自动化取得实质性进展。利用计算机技术、现 代电子技术、通信技术和信息处理技术，对变电 站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，建 成了变电站综合自动化系统，实现对变电站设备 运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。 综合自动化系统先后经历了集中式、分散式、分 散分层式等不同结构的发展，使得变电站设计更 合理，运行更可靠。
2.变电站发展的几个阶段
• 数字化变电站
近年来，随着数字化技术的不断进步和IEC61850 标准在国内的推广应用，国内出现了基于IEC61850 的数字化变电站。数字化变电站具有全站信息数字 化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用 互动化四个重要特征。数字化变电站体现在过程层 设备的数字化，整个变电站内信息的网络化，以及 断路器设备的智能化，而且设备检修工作逐步由定 期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。
3.现场调研情况
3.现场调研情况
3.3 避雷器的智能化
避雷器状态监测参量
110kV金谷园 220kV午山变
500kV芝堰变 750kV洛川变
状态监测参量 无 全站避雷器全电流、阻性电流和动作次数的监测和远传。 550kV、220kV各一个间隔安装避雷器全电流、阻性电流及动 作次数监测，实现无线传输。 全站避雷器全电流、阻性电流和动作次数的监测和远传。

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 3——洛克
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介
绍)参考资料
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

源地址（SA），自己的MAC 地址，也用6 个字节表示。SA 可以自己定义，当使用交换 机必须使用唯一的以太网源地址；不使用交换机时，数据包以广播或点对点形式传 输，并不要求这一地址具有唯一性。 帧校验序列（FCS）：32 位的帧数据校验码，由除了帧前同步信号和自身以外的所有内 容计算得的循环冗余校验码（CRC）。这部分由发送方计算填充，接收方收到帧后用 相同的方式重新计算CRC，并与这部分内容比较，以校验帧在网络传输过程中是否出 错。
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•
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GOOSE 报文发送采用心跳报文和变位报文快速重发相结合的机制。当IEC61850-7-2 中有定义过 的事件发生后，GOOSE 服务器生成一个发送GOOSE 命令的请求，该数据包将按照GOOSE 的 信息格式组成并用组播包方式发送。为保证可靠性一般重传相同的数据包若干次，在顺序传送的 每帧信息中包含一个“允许存活时间”的参数，它提示接收端接收下一帧重传数据的最大等待时 间。如果在约定时间内没有收到相应的包，接收端认为连接丢失。 在GOOSE传输机制中，有两个重要参数StateNumber和SequenceNumber，StateNumber （0~4294967295）反映出GOOSE报文中数据值与上一帧报文数据值是否有变化， SequenceNumber（0~4294967295）反映出在无变化事件情况下，GOOSE报文发送的次数 如图2-2 所示，在GOOSE 数据集中的数据没有变化的情况下，发送时间间隔为T0的心跳报文， 报文中状态号（stnum）不变，顺序号（sqnum）递增。当GOOSE数据集中的数据发生变化情况 下，发送一帧变位报文后，以时间间隔T1，T1，T2，T3（T1、T2、T3 时间依次增加，但比T0 要短）进行变位报文快速重发。数据变位后的第一帧报文中stnum 增加1， sqnum 从零开始，随 后的报文中stnum 不变，sqnum 递增。GOOSE 接收可以根据GOOSE 报文中的允许生存时间 TATL（TimeAllowtoLive）来检测链路是否中断。

维护保养策略与周期安排
维护保养策略
根据设备类型、运行状况及厂家 建议，制定针对性的维护保养策 略，如定期清扫、紧固、润滑等
。
周期安排
按照设备运行时间、负荷情况等因 素，合理安排维护保养周期，确保 设备处于良好状态。
维护保养记录
详细记录维护保养项目、时间、人 员等信息，为设备管理和故障分析 提供依据。
拓展学习资源推荐（书籍、网站等）
电力知识网
专注于电力行业知识分享与交流，包 括变电站技术、电力系统分析等领域 。
中国知网
涵盖各领域学术论文和期刊杂志，可 查找变电站相关领域的最新研究成果 和文献资料。
THANK YOU
倒闸操作原则及注意事项
01
倒闸操作的定义和目的
解释倒闸操作的概念及其在变电站运行中的作用，明确其对于改变系统
运行方式、检修设备等的必要性。
02
倒闸操作的基本原则
阐述倒闸操作应遵循的基本原则，如停闸操作的注意事项
提醒员工在进行倒闸操作时需注意的事项，如正确填写操作票、核对设
详细记录设备运行状态、 参数变化、异常情况等， 为设备维护保养提供依据 。
常见故障类型及处理方法
电气故障
包括设备过热、放电、绝 缘损坏等，处理方法包括 停电检修、更换损坏部件 等。
机械故障
如轴承磨损、机构卡涩等 ，需进行润滑、调整或更 换故障部件。
自动化系统故障
包括监控系统失灵、保护 装置误动等，需检查软硬 件配置、重新设定参数或 更换故障模块。
备名称和编号、检查开关位置等，以避免误操作引发事故。
03
变电站设备巡视与维 护保养方法
设备巡视制度及要求
01
02
03
设备巡视制度

母差维护A
线路维护B
GOOSE
闭锁重合
智能终端B
电缆
开关
电缆
电缆
GOOSE报文
注释1：stNum,sqNum
• stNum: • 范围〔1-4294967295〕外形序号，外形改动一次+1，溢出后从1开场； • sqNum: • 范围〔0-4294967295〕顺序序号，初始值为1，外形不变化时，每发送一次+1，溢出后从
IEC61850
MMS
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
光缆
过程层
GOOSE
MU ECVT
智能单元
电子式互感器 智能化开关
智能变电站结构图
智能变电站与常规站区别
智能变电站简介 智能变电站与常规站的区别 智能变电站常用名词解释
与常规站区别
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
✓
功能。〔组网〕
✓
数据点对点传输，接线较复杂〔点对点〕
✓
MMS引见
MMS Manufacturing Message Specification MMS即制造报文规范 MMS规范了工业领域具有通讯才干的智能传感器、智能电子设备〔IED〕、智能控制设备的
通讯行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性〔Interoperation〕。
智能变电站常用名词解释
智能变电站简介 智能变电站与常规站的区别 智能变电站常用名词解释
智能变电站常用名词
ICD CID SCD SSD GOOSE SV
MMS MU 智能终端 过程层 虚端子 客户端 电子式互感器
几个缩写区分

内容提要
1 智能变电站自动化系统体系结构
➢ 智能变电站定义 ➢ 智能变电站的技术特征 ➢ 智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站定义
智能变电站
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。
IEC61850标准
系统架构
非常规互感器及合并单元 智能一次设备 信息一体化平台
智能变电站的关键技术
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系 统的连接方式与传统变电站相比均有感器实现 电压电流信号的数字化采集
智能传感技术
采用智能传感器实现 一次设备的灵活监控
是目的。
智能变电站的技术优势
1. 简化二次接线，少量光纤代替大量电缆； 2. 非常规互感器绝缘简单无饱和、铁磁谐振等问题； 3. 一次、二次设备之间无直接的电气联系，不存在传输过
电压和两点接地等问题； 4. 信息高度共享，监控、远动、保护、VQC、小电流接
地选线和五防等实现一体化，大大提高集成度和智能化 水平； 5. 二次设备小型化、标准化、集成化并可灵活配置，减小 了变电站集控室的面积； 6. 采用数字信号传输，提高了测量精度，增强了抗电磁干 扰能力。
比较项目 绝缘
体积及重量 CT动态范围
PT谐振 CT二次输出
输出形式
电磁式互感器 复杂 大、重
范围小、有磁饱和 易产生铁磁谐振 不能开路 模拟量输出
电子式互感器 绝缘简单
体积小、重量轻 范围宽、无磁饱和
PT无谐振现象 可以开路

源回路的程序化操作、联锁、协调联动等。
图
第10页/共75页
一体化电源
第11页/共75页
智能变电站的功能（四）
• 独立的网络报文记录分析系统 实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、存储、分析和统计功能。
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智能辅助功能（二） 状态监测
设备状态监测 通过传感器、 计算机、通信 网络等技术， 获取设备的各 种特征参量并 结合专家系统 分析，及早发 现设备潜在故 障。
220kV SV交换机1
220kV SV交换机2
保护1
保护2
合并单元1 智能终端1
合并单元2 智能终端2
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基本技术原则
4.5 按照国家标准GB/T 14285要求“除出口继电器外，装置 内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸”。智能化变电站 中的电子式互感器的二次转换器（A/D采样回路）、合并单元 （MU）、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内 任一个元件损坏，除出口继电器外，不应引起保护误动作跳闸 。
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智能终端的功能（一）
• 1、所在间隔信息采集：一次设备（断路器、隔离开关、接地刀闸）位置和状态告警信息的采集及监视 • 2、设备智能控制 • 3、防误闭锁操作功能 • 4、部分保护功能
安装位置：断路器附近
第6页/共75页
智能终端的功能（二） • JFZ-600F 为例：
1.装置显示 本装置采用基于PC的以太网外接显示软件作为调试手段，同时装置面板具备LED指示灯。
示 意 图
保护1
某间隔
保护2
合并单元1 智能终端1 合并单元2 智能终端2
21 第21页/共75页
基本技术原则

15
• 传输延时不确定
• 无法准确采用再采样技术 • 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 • 硬件和软件实现都将困难 • 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等 保护的数据处理 • 通道传送一次瞬时值
IEC61850-9-2/LE
IEC61850-9-2的简化版（light edition）
27
数据品质（5）
使用Validity、Test属性，其他属性暂不考虑。
28
IEC61850-9-2（点对点）
为了满足变电站更加可靠的需求，合并单元不再依 赖时钟源进行同步，国网公司在《Q/GDW441-2010 智能变电站继电保护技术规范》定义了点对点9-2 的方式，具体技术要求如下： • 合并单元应输出电子式互感器整体的采样响应延时 ，额定延时时间不大于2ms。 • 采样值发送间隔离散值应小于10μS.
33
插值法
对于插值法，要求合并单元提供采样的传输延时 ，保护测 控设备通过减去延时还原站内实际采样时刻，然后通过插 值算法通过非同步样本点来计算同步样本点（适用于点对 点方式9-2和44-8）
34
时钟同步法
对于利用公共时钟脉冲的同步方法，各合并单元必 须有时钟输入，并具备依照时钟输入信号给定的时 间状态取得同步样本（适用于组网方式9-2）
14
由于扩展协议中通道映射为可配置，
不是标准通道映射，所以 DataSetName=FE H（十进制254）。
• 样本计数器
帧格式位置发生变化
• 数据通道
扩展至22路
• 状态字
有效无效位扩展至22路
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-9-2： 特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采样值传输方 式，网络数据接口

详细描述
分析智能变压器在智能变电站中 的应用场景、技术优势和应用效 果，探讨其对提升变电站智能化 水平和运行效率的作用。
案例三：智能高压设备在智能变电站中的应用
总结词
技术特点、实施难点
详细描述
介绍智能高压设备在智能变电站中的 应用情况，分析其技术特点、实施难 点和解决方案，并探讨其对提升变电 站智能化水平和安全稳定运行的作用 。
02
CATALOGUE
智能变电站的架构与技术
智能变电站的架构
智能变电站的基本架构
智能变电站主要由站控层、间隔层和 过程层三部分组成，各层之间通过网 络通信实现信息交互。
站控层功能
站控层主要负责全站的控制、监视和 保护，包括人机交互、数据采集与处 理、设备控制等功能。
间隔层功能
间隔层主要负责各设备的保护、测控 和计量等功能，通过高速网络实现与 站控层的信息交互。
故障处理流程
故障处理案例分析
介绍智能变电站故障处理的流程，包括故 障发现、诊断、定位和修复等环节。
通过实际案例，分析智能变电站故障诊断 与处理的成功经验和存在的问题，并提出 改进措施。
智能变电站的维护与检修
维护与检修概述
介绍智能变电站维护与检修的概念、目 的和意义，以及与传统变电站的区别。
维护与检修技术
过程层功能
过程层主要负责一次设备的状态监测 、控制和执行，包括智能终端、合并 单元等设备。
智能变电站的关键技术
一次设备智能化技术
通过集成传感器和执行器，实 现一次设备的状态监测和智能
控制。
网络通信技术
采用高速以太网通信技术，实 现站内各层之间的信息交互和 共享。
数据处理与分析技术
通过采集和处理大量数据，实 现对变电站运行状态的实时监 测和预警。

10
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流量计算
在采样率为4000Hz时，常见的MU数据集流量估算如下：100Mbps以太网的端口带宽折算成Bytes合12500KBytes，实际应用设计时，带宽使用率建议控制在40%以下，即控制在5000KB，22通道约合4个MU，9通道约合7个MU。
通道数
单个数据包大小（Bytes）
流量（Bytes/S）
释义
17
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故障录波及网络分析仪配置原则
d）采样值传输可采用网络方式或点对点方式，当通过网络方式接收 SV报文时，网络报文记录装置每个百兆接口接入合并单元报文的数量不宜超过 5 台。e）故障录波装置采用网络方式接受SV报文和GOOSE报文时，故障录波功能和网络记录分析功能可采用一体化设计。
d条明确了采样值和开关量的传输方式：采样值采用网络和点对点传输均可以，开关量采用网络传输。e条明确了故障录波和网络记录分析装置的整合原则：故障录波采用组网方式。
5
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SV采样值报文(传输电流、电压的测量值)面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文(传输控制命令和状态信息)基于制造报文规范MMS协议报文(后台与保护、测控设备之间的数据读写、目录列表上送、事件列表上送等服务)PTP1588对时报文
网络分析仪检测对象
6
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智能变电站组网图
7
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在线通讯监视(各种异常告警)。通讯信息记录及分析(链路，MMS，GOOSE,SV报文进行分析)波形还原及异常告警(人机界面告警及硬接点输出告警)数据检索及提取(按照时间段、报文类型、报文特征(如异常标记、APPID）等条件检索并提取报文列表)数据转换(导出CAP格式或者COMTRADE格式)
23
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工程使用-光口分配(流量分配)