知識｜你不知道的智能變電站那些事兒
2016-11-01
常規(guī)變電站的二次回路有兩種：直流回路和交流回路。直流回路的功能：
控制、保護邏輯、信號。交流回路的功能：保護、測量、計量。
到了智能變電站時代，一次設備與保護、測控之間的電纜被光纜取代，
電纜中傳輸?shù)闹绷餍盘枺ㄕ妷?負電壓/地電壓）和交流信號（CT、PT
二次電流、電壓）被網(wǎng)絡中傳輸?shù)膱笪娜〈?，過去用于實現(xiàn)保護邏輯的
繼電器硬件回路被微機保護裝置中的軟件程序所取代。
GOOSE、SV 輸入輸出信號都是網(wǎng)絡上傳輸?shù)牧浚c傳統(tǒng)屏柜的端子存
在對應關系，這些信號的邏輯連接點稱為虛端子 。GOOSE：英文全稱為“面向?qū)ο蟮耐ㄓ米冸娬臼录?，GOOSE 信息主要
包括開關/刀閘位置，控制開關位置，異常/告警信號，閉鎖信號等。
GOOSE 鏈路相當于傳統(tǒng)站中的直流控制和信號電纜，傳輸?shù)氖强刂浦?br/>令和信號，例如設備處于什么狀態(tài)（正常/異常，分閘/合閘，動作/復歸，
聯(lián)鎖/解鎖，使能/閉鎖，投入/退出，非全相，SF6 壓力降低等）。
SV：英文全稱為“采樣值”SV 信息包括互感器二次側的電壓、電流瞬時
值。 SV 鏈路相當于傳統(tǒng)站中的二次交流電纜，傳輸?shù)氖请妷?、電流?br/>采樣瞬時值。保護裝置使用 SV 報文進行保護計算（例如差流，零序/
負序分量，阻抗，諧波，相位等），測控裝置使用 SV 報文計算電壓、
電流的有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。對來提到的合并單元是對于自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進行時
間相關組合的物理單元。合并單元對互感器二次繞組的電壓、電流模擬
信號進行采樣并打包成報文，等間隔的向其他裝置發(fā)送。凡是需要使用
電壓、電流量的裝置（保護、測控）不再需要自行采樣，只需直接從合
并單元發(fā)送的 SV 報文中讀取電壓、電流值即可。合并單元相當于常規(guī)
站中，保護或測控裝置上的采樣組件板。智能終端與一次設備采用電纜連接，與保護、測控等二次設備采用光纖
連接，實現(xiàn)對一次設備的測量、控制等功能。其中它的控制是指控制斷
路器與隔離開關的分合、調(diào)壓開關的升降。測量功能是采集斷路器、隔
離開關的位置，控制開關的位置，各種異常/告警信號。
三層兩網(wǎng)中，三層指的是過程層，間隔層，站控層；兩網(wǎng)指的是站控層
網(wǎng)絡，過程層網(wǎng)絡。
站控層設備：監(jiān)控主機，圖形網(wǎng)關機，數(shù)據(jù)網(wǎng)關機，對時裝 置，在線
監(jiān)測系統(tǒng)。
間隔層設備：保護、測控、故錄。
過程層設備：開關、刀閘，互感器、變壓器、無功設備、合 并單元、
智能終端等。站控層網(wǎng)絡：雙星形電以太網(wǎng)，站控層設備與間隔層設備通 過站控層
網(wǎng)絡通信。
過程層網(wǎng)絡：雙星形光纖以太網(wǎng)，間隔層設備與過程層設備 通過過程
層網(wǎng)絡通信。
采：指合并單元發(fā)送 SV 采樣報文，對應于傳統(tǒng)站的 CT/PT 二次線。跳：
指保護發(fā)出 GOOSE 跳閘報文，對應于傳統(tǒng)站從保護到開關機構的跳閘
線。直：指的是報文通過專用光纖點對點傳輸。網(wǎng)：指的是報文通過交
換機轉(zhuǎn)發(fā)。
直采、直跳的可靠性高，不受交換機故障的影響，傳輸延遲固定（取決
于光纜的長度）。
網(wǎng)采、網(wǎng)跳的可靠性低，若交換機故障將引起嚴重后果，傳輸延遲不易
確定（受交換機轉(zhuǎn)發(fā)速度的影響）。
國網(wǎng)公司《智能變電站技術導則》規(guī)定，保護應直接采樣，對于單間隔
的保護應直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）宜直接跳閘。
在智能站的一根光纜中，以報文的形式傳輸著多路信號，其中的每一路
信號都可以視作與傳統(tǒng)站端子排上的電纜相對應，于是這些信號鏈路被
形象的稱為“虛端子”。智能站的一次設備與保護測控裝置之間沒有實際的二次電氣回路，而是
傳輸 GOOSE/SV 報文的光纜，這些報文的內(nèi)容包含了傳統(tǒng)站直流電纜
和交流電纜中傳輸?shù)男盘?，例如電流、電壓、啟動失靈、閉鎖等。通俗
的說，智能站的一根 GOOSE 光纖相當于傳統(tǒng)站多根直流控制信號電纜，
如果直接拔掉光纖，可能影響到很多非檢修設備的運行。
智能站的二次檢修隔離措施，無法像傳統(tǒng)站那樣實現(xiàn)物理上的完全隔離，
而是通過信息隔離的方式：檢修壓板、GOOSE/SV 接收軟壓板，
GOOSE/SV 發(fā)送軟壓板等。
>>>>合并單元
合并單元發(fā)送的 SV 報文中，每一個通道的采樣數(shù)據(jù)都附有數(shù)據(jù)品質(zhì) q，
當合并單元的檢修壓板投入時，品質(zhì) q 的“TEST”位置 1，否則為 0。例
如下面的 SV 報文：>>>>智能終端
智能終端發(fā)送的 GOOSE 報文中同樣有檢修標志（即 TEST 位），投入
檢修壓板，TEST 位置 1，否則為 0，如下圖：
>>>>保護裝置
保護裝置的參數(shù)、配置文件僅在檢修壓板投入時才可下裝。母線 PT 合
并單元檢修時應先退保護裝置的母線電壓 SV 接收軟壓板，此時保護裝
置會自動退出與母線電壓有關的保護功能。間隔合并單元檢修時應先退
母差保護裝置中該間隔的 SV 接收軟壓板，此時母差保護接收并顯示該
間隔的 SV 報文，但不計入差流計算。
>>>>測控裝置
測控裝置檢修壓板投入時，將閉鎖遙控功能。測控裝置接收的 GOOSE
報文檢修標志與自身的檢修壓板狀態(tài)，有任何一個處于檢修狀態(tài)時，測
控向站控層發(fā)送的 MMS 報文也帶有檢修標志。>>>>檢修機制總結
智能站的檢修機制可以通俗的概括為：
①發(fā)送報文的裝置會根據(jù)自身的檢修壓板狀態(tài)在報文中設置檢修標志。
②接收報文的裝置自身的檢修壓板與接收到的報文檢修標志不一致，接
收裝置將報文視為無效數(shù)據(jù)，不進行處理，也不能進行互操作
線路保護的檢修機制可以總結如下表：
注：文獻顯示，母線 PT 合并單元與線路保護裝置檢修狀態(tài)不一致時，
某些型號的保護會閉鎖，如 PL603U 線路保護母差保護的檢修機制可以總結如下表：
注：根據(jù)網(wǎng)絡上查詢的文獻，母線 PT 合并單元與母差保護裝置檢修狀
態(tài)不一致時，南瑞的母差保護裝置直接閉鎖母差保護，而有的廠家產(chǎn)品
并不閉鎖母差保護。（許繼的母差保護裝置開放電壓閉鎖）
跨間隔啟動保護的檢修機制：
①主變保護與母線保護檢修壓板狀態(tài)不一致。主變保護發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報文帶有檢修標志，母線保護接收到的 GOOSE 報文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護不會啟動失靈。
②線路保護與母線保護檢修壓板狀態(tài)不一致。線路保護發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報文帶有檢修標志，母線保護接收到的 GOOSE 報文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護不會啟動失靈。SV 接收軟壓板（即間隔投入軟壓板）
SV 接收軟壓板位于保護裝置內(nèi)部（不在后臺顯示），其功能是控制保
護裝置是否處理SV報文中的數(shù)據(jù)。此壓板相當于PT、CT的二次連線。
退出間隔 SV 接收軟壓板相當于封 CT，退出母線電壓 SV 接收軟壓板
相當于斷開 PT 二次。
退出 SV 接收軟壓板后，保護裝置面板上會顯示該 SV 報文的電流信息，
但不用于保護計算以及邏輯判斷。
直接投入某間隔合并單元檢修壓板將導致母差保護閉鎖。
退出某間隔 SV 接收軟壓板后，母差保護不再將該間隔計入差流計算，
此時再投入該間隔合并單元檢修壓板，就不影響母差保護正常運行。某線路 2217 合并單元 1 檢修，先退出 CSC-150 母線保護中 2217 間隔
SV 接收軟壓板（此時母線保護只接收 SV 報文但不做任何處理），再