智能化變電站基礎知識武漢市豪邁電力自動化技術有限責任公司第一頁，共117頁。提綱12智能化變電站基本概念智能變電站主要設備3智能化變電站解決方案4光纖的基礎知識5智能站運行與維護第二頁，共117頁。智能化變電站基本概念第三頁，共117頁。為什么有智能化變電站的發展？傳統變電站有哪些缺陷？第四頁，共117頁。傳統互感器絕緣、飽和、諧振問題；長距離電纜的問題；通信協議的標準問題；檢修方面的問題；第五頁，共117頁。傳統站和智能站的差異傳統站網絡結構：分為站控層和間隔層；傳輸介質：電纜；一次設備：傳統開關和基于電磁感應原理的CT；通訊協議：網絡（串口）103協議檢修方式：離線檢修智能站網絡結構：站控層、間隔層、過程層；傳輸介質：光纖以及少量電纜；一次設備：智能開關和電子式互感器；通訊協議：61850協議；檢修方式：在線檢修第六頁，共117頁。傳統變電站二次設備典型布置第七頁，共117頁。智能變電站二次設備典型布置第八頁，共117頁。傳統變電站功能分布微機保護測控裝置交流輸入組件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件人機對話模件端子箱第九頁，共117頁。智能化變電站功能分布智能終端MU保護邏輯(CPU)人機對話模件ECT一次設備智能化IED數字化保護測控SMV光纖GOOSE光纖交流輸入組件A/D轉換組件開入開出組件保護裝置的輔助插件進行了前移二次在線監測第十頁，共117頁。基于IEC61850體系站控層、間隔層、過程層設備及系統智能變電站分層結構基于IEC61850的計算機監控系統基于IEC61850的嵌入式公用接口裝置基于IEC61850的保護信息子站IEC61850系統集成組態軟件基于站控層IEC61850協議的成套繼電保護、測控裝置基于站控層IEC61850、GOOSE、SMV網絡接口的成套繼電保護、測控裝置基于全站過程層網絡信息共享接口的集中式數字化保護及故障錄波裝置羅氏線圈原理電子式互感器(ECT、EVT)光學原理電子式互感器（OCT、OVT）智能一次設備合并單元智能終端第十一頁，共117頁。對比第十二頁，共117頁。與傳統微機保護的差異硬件方面沒有了AD變換，代之以高速數據接口；采集由合并單元來完成。沒有了開入開出；保護裝置發布命令，操作由一次智能設備（智能終端）來執行。更多的通訊接口、更高的數據處理能力保護裝置

保護系統第十三頁，共117頁。與傳統微機保護的差異保護方面保護功能、原理和配置基本上保持一致保護配置有一定的集成傾向單間隔保護有下放就地的傾向由于信息的豐富，不排除衍生出新的保護原理（站域保護、暫態保護、某些新原理）過程層采樣同步(采樣點插值同步、時標同步)針對性的算法優化和容錯（采樣值品質字、雙AD、丟幀等處理）原來的規程、規范繼續適用，但需根據數字化變電站做些適用性調整第十四頁，共117頁。智能化變電站概念采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通訊平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監控等基本功能，并根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協調互動等高級功能的變電站，叫做智能化變電站（Smartsubstation）第十五頁，共117頁。發展歷程2009年～2010年規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發和設備研制，開展各環節的試點工作。第一階段2011年～2015年全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用。第二階段2016年～2020年引領提升階段，基本建成堅強智能電網，使電網的資源配置能力、安全水平、運行效率，以及電網與電源、用戶之間的互動性顯著提高。第三階段分三個階段推進堅強智能電網的建設：第十六頁，共117頁。國內數字化應用情況2005年起，國調中心組織多個廠家和檢測單位成功進行了6次IEC61850互操作試驗。華北和華東地區對數字化變電站研究和試點和推廣力度比較大。純光學互感器、采樣值數據的網絡共享、IEEE1588網絡對時、網絡報文監視分析等前沿技術在試點變電站工程中都有不同程度的應用。國網智能化變電站建設也開始逐步開展，在試點工程中實現了一次設備狀態的在線監測和分析、機器人智能巡檢、一體化信息臺等。目前國內智能變電站數量？第十七頁，共117頁。智能變電站作為統一堅強智能電網的重要基礎和節點支撐,是必不可少的建設內容。1、第一批試點工程:2、從2011年開始所有新立項的110kV及以上變電站均需按智能站設計。第十八頁，共117頁。一次設備智能化電子式互感器智能終端（過渡）→智能開關在線監測、狀態檢修二次設備網絡化MMS、GOOSE/SMV設備對象模型化一次設備對象二次設備功能模塊智能化變電站概念解析第十九頁，共117頁。第二十頁，共117頁。數字化變電站的優勢

變電站的各種功能可共享統一的信息平臺，避免設備重復

數字化變電站的所有信息采用統一的信息模型，按統一的通信標準接入變電站通信網絡。變電站的保護、測控、計量、監控、遠動、VQC等系統均用同一個通信網絡接收電流、電壓和狀態等信息以及發出控制命令，不需為不同功能建設各自的信息采集、傳輸和執行系統。

傳統變電站由于各種功能采用的通信標準和信息模型不盡相同，二次設備和一次設備間用電纜傳輸模擬信號和電平信號，各種功能需建設各自的信息采集、傳輸和執行系統，增加了變電站的復雜性和成本。第二十一頁，共117頁。

便于變電站新增功能和擴展規模

變電站的設備間信息交換均通過通信網絡完成，變電站在擴充功能和擴展規模時，只需在通信網絡上接入新增設備，無需改造或更換原有設備，保護用戶投資，減少變電站全生命周期成本。

數字化變電站的各種功能的采集、計算和執行分布在不同設備實現。變電站在新增功能時，如果原來的采集和執行設備能滿足已能新增功能的需求，可在原有的設備上運行新增功能的軟件，不需要硬件投資。第二十二頁，共117頁。

通信網絡取代復雜的控制電纜

數字化變電站的一次設備和二次設備間、二次設備之間均采用計算機通信技術，一條信道可傳輸多個通道的信息。同時采用網絡通信技術，通信線的數量約等于設備數量。因此數字化變電站的二次接線將大幅度簡化。第二十三頁，共117頁。

提升測量精度

數字化變電站采用輸出數字信號的電子式互感器，數字化的電流電壓信號在傳輸到二次設備和二次設備處理的過程中均不會產生附加誤差，提升了保護系統、測量系統和計量系統的系統精度。

例如采用0.2級的TA和TV，傳統變電站由于電纜和電表帶來的附加誤差，計量系統總誤差在±0.7％的水平。而數字變電站計量系統的誤差僅由TA和TV產生，可達到±0.4％的水平。第二十四頁，共117頁。

提高信號傳輸的可靠性

數字化變電站的信號傳輸均用計算機通信技術實現。通信系統在傳輸有效信息的同時傳輸信息校驗碼和通道自檢信息，一方面杜絕誤傳信號，另一方面在通信系統故障時可技術告警。

數字信號可以用光纖傳輸，從根本上解決抗干擾問題。

傳統變電站一次設備和二次設備間直接通過電纜傳輸沒有校驗信息的信號，當信號出錯或電纜斷線、短路時都難以發現。而且傳輸模擬信號難以使用光纖技術，易受干擾。第二十五頁，共117頁。

應用電子式互感器解決傳統互感器固有問題

數字化變電站采用電子式互感器，沒有傳統互感器固有的TA斷線導致高壓危險、TA飽和影響差動飽和、CVT暫態過程影響距離保護、鐵磁諧振、絕緣油爆炸、六氟化硫泄漏等問題。第二十六頁，共117頁。

避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題

數字化變電站二次設備和一次設備之間使用絕緣的光纖連接，電磁干擾和傳輸過電壓沒有影響到二次設備的途徑，而且也沒有二次回路兩點接地的可能性。

傳統變電站的二次設備與一次設備之間仍然采用電纜進行連接，電纜感應電磁干擾和一次設備傳輸過電壓可能引起的二次設備運行異常，在二次電纜比較長的情況下由電容耦合的干擾可能造成繼電保護誤動作。盡管電力行業的有關規定中要求繼電保護二次回路一點接地，但由于二次回路接地點的狀態無法實時檢測，二次回路兩點接地的情況近期仍時有發生并對繼電保護產生不良影響，甚至造成設備誤動作。第二十七頁，共117頁。

解決設備間的互操作問題

數字化變電站的所有智能設備均按統一的標準建立信息模型和通信接口，設備間可實現無縫連接。

數字化變電站唯一可用的通信標準為IEC61850。IEC61850的信息自解釋機制，在不同設備廠家使用了各自擴展的信息時也能保證互操作性。

傳統變電站的不同生產廠家二次設備之間的互操作性問題至今仍然沒有得到很好地解決，主要原因是二次設備缺乏統一的信息模型規范和通信標準。為實現不同廠家設備的互連，必須設置大量的規約轉換器，增加了系統復雜度和設計、調試和維護的難度，降低了通信系統的性能。第二十八頁，共117頁。

進一步提高自動化和管理水平

數字化變電站的采用智能一次設備，所有功能均可遙控實現。通信系統傳輸的信息更完整，通信的可靠性和實時性都大幅度提高。變電站因此可實現更多、更復雜的自動化功能，提高自動化水平。一次設備、二次設備和通信網絡都可具備完善的自檢功能，可根據設備的健康狀況實現狀態檢修。

傳統變電站由于通信系統傳輸信息的完整性、實時性和可靠性有限，許多自動化技術只能停留在試驗室里，難以工程應用。第二十九頁，共117頁。61850體系第三十頁，共117頁。IEC61850是什么IEC61850是要一種公共的通信標準，通過對設備的一系列規范化，達到全站的通訊統一，IEC61850不是一個規約。第三十一頁，共117頁。IEC61850標準的服務IEC61850標準的服務實現主要分為三個部分：MMS服務、GOOSE服務、SMV服務。MMS服務用于裝置和后臺之間的數據交互；GOOSE服務用于裝置之間的通訊；SMV服務用于采樣值傳輸。三個服務之間的關系：在裝置和后臺之間涉及到雙邊應用關聯，在GOOSE報文和傳輸采樣值中涉及多路廣播報文的服務。雙邊應用關聯傳送服務請求和響應（傳輸無確認和確認的一些服務）服務，多路廣播應用關聯（僅在一個方向）傳送無確認服務。如果把IEC61850標準的服務細化分，主要有：報告（事件狀態上送）、日志歷史記錄上送、快速事件傳送、采樣值傳送、遙控、遙調、定值讀寫服務、錄波、保護故障報告、時間同步、文件傳輸、取代，以及模型的讀取服務。第三十二頁，共117頁。IEC61850標準分類IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3（MMS）。IEC61850-9-1通過單向多路點對點串行通信鏈路采樣值（9-1）。IEC61850-9-2通過ISO/IEC8802-3傳輸采樣值（9-2）。IEC61850-9-2le通過ISO/IEC8802-3傳輸采樣值（9-2le）。第三十三頁，共117頁。61850標準的目標原有規約應用功能有限各廠家自行擴充導致裝置無法互操作規約數據表達能力限制了應用功能的發展IEC61850標準的制定＊95年國際電工委員會第57委員會開始制定＊99年3月提出了草案版本＊03年、04年正式發布為IEC61850系列國際標準＊04年IEC61850第二版開始制定及修訂＊IEC61850第二版陸續頒布……“同一世界，同一技術，同一標準。”

不同廠家的產品互聯互通即插即用第三十四頁，共117頁。新名詞解釋IED：IntelligentElectronicDevice，智能電子設備；一種帶有處理器，具備以下全部或者部分功能的電子設備：①采集或者處理數據②接受或者發送數據③接受或者發送控制指令④執行控制指令第三十五頁，共117頁。傳統保護裝置數字式保護裝置第三十六頁，共117頁。合并單元：對一次互感器傳輸過來的電氣量進行合并和同步處理，并將處理后的數字信號按照特定格式轉發給間隔層設備使用的裝置。MergingUnit，簡稱MU關鍵字：合并、同步、轉發第三十七頁，共117頁。A相電流B相電流C相電流多模光纖RCS-978單發RCS-931RCS-915合并單元故障錄波器第三十八頁，共117頁。智能開關：配有電子設備、數字通訊接口、傳感器和執行機構，不但具有分合閘功能，而且在監測和診斷方面具有附加功能的開關設備。目前的運用：一次設備+智能終端GIS智能匯控柜一次設備+傳感器+智能監測設備第三十九頁，共117頁。PRS-7789智能終端斷路器電纜連接光纜開入開出板保護裝置交換機測控裝置A/B雙網第四十頁，共117頁。MMS：ManufacturingMessageSpecification（制造報文規范）ICD文件S1訪問點其對站控層MMS通訊的數據模型及服務在智能變電站中通常指站控層網絡通信規約，主要用于二次設備與監控系統之間的通信。MMS規范了工業領域具有通信能力的智能傳感器、智能電子設備（IED）、智能控制設備的通信行為，使出自不同制造商的設備之間具有互操作性。第四十一頁，共117頁。GOOSE：genericobjectorientedsubstationevents（面向對象的變電站事件）主要用于在多IED間傳遞信息，包括傳輸跳合閘信息（命令）。ICD文件G1訪問點其對過程層GOOSE通訊的數據模型及服務是一種通用面向對象變電站事件，是IEC61850中定義的一種快速報文格式。主要用于實現在多IED之間的信息傳遞，取代傳統電纜傳遞的開關量信號，如：接入保護或測控的開關量信號、五防閉鎖信號等，具有高傳輸成功概率。第四十二頁，共117頁。GOOSE報文解析某智能終端發出的其中一個Goose報文：010ccd010003444d3530303088b8100300af000000006181a4801a5052532d37333935525049542f4c4c4e3024474f24676f636230810400002710821a5052532d37333935525049542f4c4c4e30246473474f4f534530831a54454d504c415445525049542f4c4c4e3024474f24676f636230840800000a1fe29f74008504000000018604000000068701008804000000008901238a0400000008ab208402064084020600840206008402060084020600840206008402060084020600比較難以入手，必須依靠工具解析！第四十三頁，共117頁。斷路器保護裝置電纜連接傳統站第四十四頁，共117頁。PRS-7789智能終端斷路器電纜連接GOOSE開入開出板保護裝置交換機測控裝置GOOSE第四十五頁，共117頁。SMV：sampledmeasuredvalue（采樣值傳輸）ICD文件M1訪問點其對過程層SMV通訊的數據模型及服務指采樣值，主要功能是過程層與間隔層間采樣值的傳遞。在智能變電站中通常所說的SV是指以報文形式傳輸的采樣值，報文格式多采用IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8(FT3)標準。第四十六頁，共117頁。傳統站模擬量端子箱A相電流互感器B相電流互感器C相電流互感器第四十七頁，共117頁。A相電流B相電流C相電流SMV報文RCS-978單發RCS-731RCS-915合并單元故障錄波器61850-9-2協議第四十八頁，共117頁。DL/T860：IEC61850標準在國內轉化后的電力行業標準，其內容完全等同于IEC61850國際標準。IEC60044-7：是IEC發布的電子式電壓互感器標準。IEC60044-8：是IEC發布的電子式電流互感器標準，它對電子式互感器及合并單元的設計、試驗、通信方式等做出了詳細定義，有時候特指IEC60044-8標準中規定的FT3采樣值傳輸協議。國網公司在FT3的基礎上進行了擴展，發送頻率加倍，帶寬增加了一倍，采樣值通道也擴展為22路。IEC61850-9-1：一種采樣值傳輸標準，遵循了IEC60044-7／8標準對合并單元的要求，該標準的映射方法相對固定、簡單。目前已經廢止不用。IEC61850-9-2：一種采樣值傳輸標準，它定義了電子式互感器往外發送采樣值報文所應遵循的報文格式，即用通信的方式取代了傳統互感器使用電纜傳輸的電壓、電流等信號。第四十九頁，共117頁。ICD是單裝置能力描述文件，由裝置制造廠商提供給系統集成廠商，該文件描述了IED提供的基本數據模型及服務，但不包含IED實例名稱和通信參數。（可認為單裝置端子圖）SCD是全站描述文件，全站統一的數據源，描述了所有IED的實例配置和通信參數，IED之間的通信配置以及信號聯系信息（比如GOOSE連線），由系統集成廠商完成。scd文件是全站icd文件的集合，并完成通信參數和信號聯系配置。（可認為全站二次回路圖）CID由裝置制造廠商使用裝置配置工具根據scd文件中與特定的IED的相關信息自動導出生成，是經過工程配置后（配置iedname，通信參數和GOOSE連線等）的icd文件，現場具體的工程中裝置使用cid文件。（可認為是單裝置二次回路的聯接）SSD系統規格文件該文件描述變電站一次系統結構以及相關聯的邏輯節點，最終包含在SCD文件中，應全站唯一。第五十頁，共117頁。智能變電站主要設備第五十一頁，共117頁。電子式互感器由連接到傳輸系統和二次轉換器的一個或多個電流或電壓傳感器組成，采用光電子器件用于傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制設備的一種裝置。又稱光電互感器。第五十二頁，共117頁。對比第五十三頁，共117頁。優點高低壓完全隔離，絕緣結構簡單。不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題。抗電磁干擾性能好，低壓側無開路高壓危險動態范圍大，測量精度高，頻率響應范圍寬。數據傳輸抗干擾能力強無因充油而潛在存在的污染及易燃、易爆等危險體積小、重量輕

第五十四頁，共117頁。分類按一次傳感部分是否需要供能劃分有源式電子互感器無源式電子互感器按應用場合劃分GIS結構式電子互感器AIS支柱式電子互感器直流用電子互感器第五十五頁，共117頁。第五十六頁，共117頁。有源式電子互感器羅氏線圈（保護通道）低功耗線圈（計量通道）取能線圈（給采集單元供電，主供能）激光電源（給采集單元供電，次供能）第五十七頁，共117頁。第五十八頁，共117頁。羅氏線圈羅柯夫斯基線圈有一個空芯，而不是一個鐵芯，它具有低電感，并能順應瞬息萬變的電流。無二次開路危險；沒有鐵芯飽和，它是高線性度，甚至承受更大電流，從幾安培到幾百千安培，其具有極佳的瞬態跟蹤能力。輸入：500A～300KA；輸出：0～4V，0～1V也可以是輸出標準信號4～20mA；精度：；頻率：20Hz～1MHz；隔離耐壓：3500V；第五十九頁，共117頁。原理低功率線圈（LPCT）的工作原理與常規CT的原理相同第六十頁，共117頁。第六十一頁，共117頁。110kV電子式電流互感器傳感頭光纖支柱絕緣子底座220kV電子式電流互感器傳感頭光纖支柱絕緣子底座第六十二頁，共117頁。==+++羅氏線圈低功耗鐵芯線圈線圈屏蔽盒取能線圈取能線圈屏蔽盒屏蔽盒密封圈固定夾采集模塊電源模塊襯板第六十三頁，共117頁。110kV及以上電壓等級電壓互感器110kV電子式電壓互感器=+110kV電壓互感器主體底座電壓采集器第六十四頁，共117頁。無源式電子互感器Faraday磁光效應：線偏振光透過放置磁場中的物質，沿著磁場方向傳播時，光的偏振面發生旋轉的現象。也稱法拉第旋轉或磁圓雙折射效應,簡記為MCB。一般材料中，法拉第旋轉（用旋轉角θF表示）和樣品長度l、磁感應強度B有以下關系θF＝VlB

泡克耳斯(Pockels)效應：是將物質置于電場中時，物質的光學性質發生變化的現象。某些各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性，物質的折射率因外加電場而發生變化的現象為電光效應。第六十五頁，共117頁。合并單元功能：合并單元（MU）是對遠端模塊（傳統式、電子式互感器）傳來的三相電氣量（電流、電壓）進行合并和同步處理，并將處理后的數字信號按特定的格式提供給間隔級設備使用的裝置，它起到數據信息的整合、分配的作用。起源：保護等IED的模擬量采集、開關量輸入、輸出等取消、下放后，產生了新的一層----過程層。其中，過程層主要增加了合并單元（以及智能終端等）。總體要求：合并單元伴隨電子式互感器的產生而產生，伴隨智能變電站的應用而得到推廣應用。其內部工作邏輯相對固定，但可靠性、實時性、一致性要求極高，其重要度應與繼電保護裝置相當。第六十六頁，共117頁。標準：Q/GDW426-2010智能變電站合并單元技術規范《IEC60044-7/8》（GB/T20840）《IEC61850-9》（DL/T860）《UCA9-2LE》《IEC61869-9-3Draft》《合并單元技術條件》第六十七頁，共117頁。第六十八頁，共117頁。結構：采集器實現模擬量向數字量的轉化。互感器輸出的二次信號需經過采集器調理（包括濾波、移相、積分等環節）和AD采樣后再通過光纖輸出到合并單元。第六十九頁，共117頁。合并單元：輸入輸入協議：電子式互感器：IEC60044-7/8的FT3格式其他互感器：傳輸標準未完全統一輸入接口：電子式互感器：光纖。常規互感器或模擬小信號互感器：模擬信號接口。智能化一次設備：（用在母線電壓并列功能）開關信號接口數量：按間隔配置的合并單元應提供至少接收12路電子式互感器的采樣信號。電流信號7路電壓信號5路調試接口：對所發送通道的順序、相序、極性、比例系數等進行配置。第七十頁，共117頁。合并單元：輸出輸出協議：IEC60044—7/8的FT3協議IEC61850—9協議IEC61850-9-2：數字量輸出宜采用24位有符號數值。IEC61850-9-1或IEC60044-8：數字量輸出宜采用二次值方式 國際上推薦使用9-2協議，而國標使用FT3，FT3支持的廠家較少，不推薦使用。輸出接口：對采樣值組網傳輸的方式，提供相應的以太網口對采樣值點對點傳輸的方式，提供足夠的輸出接口分別對應保護、測控、錄波、計量等不同的二次設備。模塊化并可根據需要增加輸出模塊。第七十一頁，共117頁。合并單元：其他功能要求具備合理的時間同步機制和采樣時延補償機制。能保證在異常情況下（電源中斷、電壓異常、采集單元異常、通信中斷、通信異常、裝置內部異常等）不誤輸出，具有完善的自診斷功能，能輸出上述各種導常信號和自檢信息。具備光纖通道光強監視功能，實時監視光纖通道接收到的光信號的強度，并根據檢測到的光強度信息，提前預警。支持可配置的采樣頻率，采樣頻率應滿足保護、測控、錄波、計量及故障測距等采樣信號的要求。合并單元應能夠接收IEC61588或B碼同步對時信號。合并單元應能夠實現采集器間的采樣同步功能，采樣的同步誤差應不大于±1μs。在外部同步信號消失后，至少能在10分鐘內繼續滿足4uS同步精度要求。合并單元與電子式互感器之間沒有硬同步信號時，合并單元應具備前端采樣、處理和采樣傳輸時延的補償功能。可以光能量形式，為電子式互感器采集器提供工作電源。設置檢修壓板。第七十二頁，共117頁。智能終端定義：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，實現對一次設備（如斷路器、刀閘、主變等）的測量、控制等功能。標準：Q/GDW393-2009110(66)kV～220kV智能變電站設計規范Q/GDW428-2010智能變電站智能終端技術規范第七十三頁，共117頁。智能終端：輸入輸入類型：開關量（DI）：采用強電方式采集模擬量（AI）：能接收4~20mA電流量和0~5V電壓量接口類型：三跳硬接點輸入接口可靈活配置的點對點接口（最大考慮10個）GOOSE網絡接口輸入數量：根據工程需要靈活配置第七十四頁，共117頁。智能終端：輸出輸出類型：開關量（DO）輸出接口類型：至少帶有一個本地通信接口（調試口）2個獨立的GOOSE接口1個獨立的MMS接口（用于上傳狀態監測信息）數量：輸出量點數可根據工程需要靈活配置繼電器輸出接點容量滿足現場實際需要第七十五頁，共117頁。智能終端：主要功能智能開關等設備的過渡產品完成斷路器、隔離刀閘、地刀等位置的采集完成斷路器、隔離刀閘、地刀等的分合控制采集主變檔位、溫度等信息采集在線監測的信息斷路器操作回路第七十六頁，共117頁。智能終端：其他功能要求給傳統斷路器或變壓器提供數字化變電站接口。跳合閘自保持功能。控制回路斷線監視、跳合閘壓力監視與閉鎖功能等。至少提供兩組分相跳閘接點和一組合閘接點，具備對時功能。事件報文記錄功能。跳、合閘命令需要兩幀確認。動作時間應不大于7ms。具備跳/合閘命令輸出的監測功能。當接收命令后，應通過GOOSE網發出收到跳令的報文。具備完善的告警功能，告警信息通過GOOSE上送。配置單工作電源,保留檢修壓板、斷路器操作回路出口壓板和操作把手/按鈕。第七十七頁，共117頁。智能終端：其他功能要求不設置防跳功能，防跳功能由斷路器本體實現。具備完善的自診斷功能。具備狀態監測信息采集功能，支持以MMS方式上傳一次設備的狀態信息。能接入站內時間同步網絡，通過光纖接收站內時間同步信號。主變本體智能終端具有主變本體/有載開關非電量保護、上傳本體各種非電量信號等功能；非電量保護跳閘通過控制電纜直跳方式實現。第七十八頁，共117頁。智能化變電站解決方案第七十九頁，共117頁。設計思想面向數字化電網、兼容傳統電網基于IEEE1588、IRIG-B及秒脈沖的采樣同步機制面向所有廠家的靈活、開放的過程層接入方案集約化、網絡化、智能化的自動化系統功能監控、五防、保信等一體化設計第八十頁，共117頁。數字化網絡結構智能變電站系統由三層結構二層網絡組成站控層、間隔層、過程層站控層網絡（MMS網）、過程層網絡（GOOSE網）第八十一頁，共117頁。站控層：設備包括主站設備，如監控主機、監控備機、工程師站、遠動機、故障錄波、網絡分析儀、信息子站等。 間隔層：設備包括保護、測控、電度表、直流、UPS、電度采集器等。 過程層：設備包括合并單元、智能終端、光/電CT、PT、智能機構等。第八十二頁，共117頁。 MMS網：保護、測控等設備與監控通訊的網絡，走61850協議。設備包括保護、測控、監控、故障錄波等。 GOOSE網：合并單元、智能終端通過光纖上GOOSE交換機，同時保護、測控也上了GOOSE網，進行信息交換。GOOSE網相當于取代了原來常規站測控、保護的電纜接線工作。連接設備包括MU、智能終端、測控、保護、網絡分析儀、故障錄波器等。

注意：10KV目前沒有走單獨的GOOSE網，走的是GOOSE/MMS合一的網絡，即是在一個交換機中，既有GOOSE報文又有MMS報文，而不像高壓部分GOOSE和MMS是單獨分開的。 MU與互感器：目前規約為私有協議。第八十三頁，共117頁。解決方案的差異集中體現在過程層直采直跳方案（現階段主推模式）搭建過程層網絡，保護特性依賴于交換機。且現階段光口交換機成本偏高。網絡采樣同步依賴于外部同步時鐘，現階段同步時鐘源跳變時合并單元同步問題待解決。點對點模式二次廠家技術成熟，有豐富的現場工程應用經驗。直采網跳方案（過渡方案）二次廠家交換機技術成熟網采網跳方案（理想方案）第八十四頁，共117頁。直采直跳模式第八十五頁，共117頁。合并單元（MU）和保護裝置采取點對點通訊模式。保護裝置不依賴于時鐘源合并單元采用9-2協議，等間隔發送。所有采集、傳輸延時明確、并實時傳送。保護跳閘、保護開入量的傳輸采取點對點通訊模式。位置、控制、閉鎖、信號通過GOOSE網傳輸。應用于220kV及以上電壓等級的電子式互感器，保護電流傳感器必須雙配置，采集器必須雙配置，每個采集器內的保護電流通道雙配置，并使用獨立的AD。第八十六頁，共117頁。直采網跳模式第八十七頁，共117頁。合并單元（MU）和保護裝置采取點對點通訊模式。保護裝置不依賴于時鐘源合并單元采用9-2協議，等間隔發送。所有采集、傳輸延時明確、并實時傳送。保護跳閘、保護開入量的傳輸采取GOOSE網模式。位置、控制、閉鎖、信號通過GOOSE網傳輸。應用于220kV及以上電壓等級的電子式互感器，保護電流傳感器必須雙配置，采集器必須雙配置，每個采集器內的保護電流通道雙配置，并使用獨立的AD第八十八頁，共117頁。網采網跳模式第八十九頁，共117頁。按多間隔保護組建SV網，SV網根據需求劃分VLAN。合并單元（MU）接收外部同步時鐘對時，要求交換機的傳輸時延小于1ms。保護裝置依賴于時鐘源。合并單元采用9-2協議，需接入外部時鐘進行同步。保護裝置根據報文中的采樣幀計數器進行同步。保護跳閘、保護開入量的傳輸采取GOOSE網模式。位置、控制、閉鎖、信號通過GOOSE網傳輸。應用于220kV及以上電壓等級的電子式互感器，保護電流傳感器必須雙配置，采集器必須雙配置，每個采集器內的保護電流通道雙配置，并使用獨立的AD。第九十頁，共117頁。PRS-778-D第九十一頁，共117頁。BP-2C-D第九十二頁，共117頁。PRS-753-D第九十三頁，共117頁。光纖基礎知識第九十四頁，共117頁。優點容量大；衰減小；體積小，重量輕；防干擾性能好；節約有色金屬；成本低；第九十五頁，共117頁。分類根據傳輸點模數的不同，光纖分為單模光纖和多模光纖兩種(“模”是指以一定角速度進入光纖的一束光)。多模光纖的芯線粗，傳輸速率低、距離短，整體的傳輸性能差，但成本低，一般用于建筑物內或地理位置相鄰的環境中；單模光纖的纖芯相應較細，傳輸頻帶寬、容量大、傳輸距離長，但需激光源，成本較高，通常在建筑物之間或地域分散的環境中使用。第九十六頁，共117頁。單模光纖單模光纖只能傳一種模式的光。中心玻璃芯較細（芯徑一般為9μm，一些國家叫或10μm，外徑是125μm），因此型號叫9/125。第九十七頁，共117頁。125μm9μm第九十八頁，共117頁。多模光纖可以傳輸多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有2公里。第九十九頁，共117頁。歐洲標準：中心光傳輸部分內直徑為50μm（微米），外直徑為125μm，因此型號叫50/125（A1a簡稱A1或叫OM2常規型號?OM3萬兆型號）。美國標準：中心光傳輸部分內直徑為，外徑也為125μm，因此型號叫62.5/125(A1b或OM1)。目前智能化變電站沒有相應規范約束；第一百頁，共117頁。光纖跳纖光纖跳線也分為單模和多模兩種，分別與單模和多模光纖連接。智能變電站常用光纖接頭類型：ST型：金屬圓型卡口式結構；

第一百零一頁，共117頁。LC型：著名Bell研究所研究開發出來的，采用操作方便的模塊化插孔(RJ