智能变电站对二次系统有哪些影响？-北极星输配电网

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二次系统架构体系的变化

IEC61850系列标准提出了变电站的三层功能结构、功能间的逻辑接口以及逻辑接口到物理接口的映射。根据IEC61850的上述指导思想，国内智能变电站实施过程中设计了多种不同的体系结构，其中应用较多的是“三层两网”结构，也提出过“三层三网”结构及“三层一网”结构。各种结构形式的共同点是遵从三层结构，而在网络配置上差异较大。当前最经典的智能变电站系统结构如图1-4所示，为“三层两网”结构，三层：站控层、间隔层、过程层，两网：站控层网络、过程层网络，站控层网络、过程层网络物理上相互独立。

1.三层设备

站控层设备包括监控主机、远动工作站、操作员工作站、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理、顺序控制等相关功能。站控层功能宜高度集成。

间隔层设备一般指保护装置、测控装置等二次设备。间隔层设备的功能是采集本间隔一次设备的信号并对一次设备产生保护、控制和监视作用，并将相关信息上送给站控层设备和接收站控层设备的命令。

过程层设备包括变压器、断路器、隔离开关、电流电压互感器等一次设备及其所属的智能终端和合并单元。智能终端和合并单元将交流采样信号和直流开入开出信号（状态信号）就地转化为数字信号，是一次设备数字化和智能化的接口。

2 两网结构

三层设备之间通过网络通信实现数据交换和信息共享。间隔层设备与站控层设备之间的网络称之为站控层网络，过程层设备与间隔层设备之间的网络称为过程层网络。

站控层网络实现站控层内部以及站控层与间隔层之间的数据传输；过程层网络实现过程层内部以及间隔层与过程层之间的数据传输。间隔层设备之间的通信，物理上可以映射到站控层网络，也可以映射到过程层网络。全站的通信网络应采用高速工业以太网组成。

（1）站控层网络

站控层和间隔层之间的网络通信协议采用MMS（ManufacturingMessageSpecification，制造报文规范），故也称为MMS网，网络可通过划分VLAN(虚拟局域网)分隔成不同的逻辑子网以减轻数据压力。

（2）过程层网络

过程层网络包括用于间隔层和过程层设备之间的状态与控制数据交换的GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent，通用面向对象变电站事件）网和用于间隔层与过程层设备之间采样值传输的SV（SampledValue，采样值）网。

二次系统检修工作的变化

1.检修内容的变化

（1）一致性测试

智能变电站采用统一的IEC61850标准，装置之间的通信、互操作的规范性需要通过IEC61850标准的一致性测试来验证。因此，无论新建变电站还是后期增加、更改装置都需要进行一致性测试。

（2）智能组件的检修

智能变电站实现一次设备智能化，保护交流量和开关量输入以数字化方式提供，其控制命令、告警信号也采用数字化的方式输出。因此二次系统检修的对象扩大到合并单元、智能终端等智能组件，内容侧重于对合并单元、智能终端等装置的精度、动作时间及同步性能的测试。

（3）网络设备的检修

智能变电站实现了二次设备及回路网络化，网络通信设备（主要是交换机）具有非常重要的地位，对其功能和性能要求均非常高。检修内容不仅包括时延、吞吐量、丢帧率等基本性能测试，还包括多层级联后性能及VLAN划分、优先级处理、端口镜像、广播风暴抑制、自检告警等功能要求。

由于统一的通信规约、一次设备智能化，二次设备及回路网络化带来的变化，使得智能变电站的检修内容和要求由传统的硬结点检修转为软报文检修。

2.检修工具的变化

对应于检修内容的变化，智能变电站中出现了数字化保护测试仪、手持式调试终端（手持式光数字测试仪/光万用表）、合并单元测试仪、时间同步SOE测试仪、智能变电站网络测试仪、光功率计等新型检修设备及工具，大大丰富了变电站的检修手段。

3.检修机制的变化

常规变电站保护装置和测控装置的置检修压板是保护装置进行检修试验时屏蔽软报文和闭锁遥控的，不影响保护动作、就地显示和打印等功能，达到方便检修人员调试维护的目的。智能变电站保护装置的置检修压板是检修时闭锁相关保护动作的。保护、测控、合并单元和智能终端都有检修压板，不同的智能设备之间检修压板的组合会有不用的动作行为。

4.压板的变化

智能变电站取消了大部分的硬压板，常规变电站硬压板的功能大多由软压板实现，所以软压板的分类设置与操作就显得尤为重要。

（1）软压板分类

智能变电站软压板一般分为以下几类：保护功能投退软压板、定值控制软压板、采样数据接收软压板、GOOSE出口软压板、测控功能软压板。

（2）软压板操作

正常情况下，软压板操作在监控后台实行遥控操作。在保护装置与监控后台通信中断时，若急需对保护软压板进行操作，可允许就地操作，就地操作时，应防止误入间隔，并仔细核对装置和压板命名。

5.二次回路安全措施的变化

二次回路上的工作是一项安全隐患很高的工作，要求工作人员不仅工作细腻、规范，而且要掌握并会设置必要的安全措施。

常规微机保护装置通过二次电缆与其他一、二次设备之间构成各种各样的复杂二次回路，同时各保护屏柜之间的联系也是通过端子排之间的二次电缆连接实现。智能变电站用光缆取代了常规变电站的电缆接线方式，各设备由传统的点对点硬结点信号传输方式变为由GOOSE、SV、MMS网络组成的软报文传输方式，这一转变使二次回路在构成上发生了重大改变，与之对应的二次回路安全措施也发生了很大变化。

智能变电站中检修设备与其他运行设备的联系主要依靠光纤和网络，在不破坏网络结构的前提下，物理上就不能完全将检修设备和运行设备隔离。要实现有效的硬件隔离，在回路上已不可能实现，只有通过对装置进行各种设置，改变信息发送方和接收方的状态，才能避免“三误”等情况的发生。

原标题：【智能站系列】智能变电站对二次系统的影响

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