知識｜你不知道的智能變電站那些事兒
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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(hù)邏輯、信號。交流回路的功能：保護(hù)、測量、計(jì)量。
到了智能變電站時代，一次設(shè)備與保護(hù)、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(fù)電壓/地電壓）和交流信號（CT、PT
二次電流、電壓）被網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膱?bào)文取代，過去用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)邏輯的
繼電器硬件回路被微機(jī)保護(hù)裝置中的軟件程序所取代。
GOOSE、SV 輸入輸出信號都是網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牧?，與傳統(tǒng)屏柜的端子存
在對應(yīng)關(guān)系，這些信號的邏輯連接點(diǎn)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(guān)/刀閘位置，控制開關(guān)位置，異常/告警信號，閉鎖信號等。
GOOSE 鏈路相當(dāng)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(shè)備處于什么狀態(tài)（正常/異常，分閘/合閘，動作/復(fù)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(cè)的電壓、電流瞬時
值。 SV 鏈路相當(dāng)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(hù)裝置使用 SV 報(bào)文進(jìn)行保護(hù)計(jì)算（例如差流，零序/
負(fù)序分量，阻抗，諧波，相位等），測控裝置使用 SV 報(bào)文計(jì)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(jìn)行時
間相關(guān)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(jìn)行采樣并打包成報(bào)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(hù)、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(bào)文中讀取電壓、電流值即可。合并單元相當(dāng)于常規(guī)
站中，保護(hù)或測控裝置上的采樣組件板。智能終端與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測控等二次設(shè)備采用光纖
連接，實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)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(guān)的分合、調(diào)壓開關(guān)的升降。測量功能是采集斷路器、隔
離開關(guān)的位置，控制開關(guān)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(luò)，過程層網(wǎng)絡(luò)。
站控層設(shè)備：監(jiān)控主機(jī)，圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)，對時裝 置，在線
監(jiān)測系統(tǒng)。
間隔層設(shè)備：保護(hù)、測控、故錄。
過程層設(shè)備：開關(guān)、刀閘，互感器、變壓器、無功設(shè)備、合 并單元、
智能終端等。站控層網(wǎng)絡(luò)：雙星形電以太網(wǎng)，站控層設(shè)備與間隔層設(shè)備通 過站控層
網(wǎng)絡(luò)通信。
過程層網(wǎng)絡(luò)：雙星形光纖以太網(wǎng)，間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備 通過過程
層網(wǎng)絡(luò)通信。
采：指合并單元發(fā)送 SV 采樣報(bào)文，對應(yīng)于傳統(tǒng)站的 CT/PT 二次線。跳：
指保護(hù)發(fā)出 GOOSE 跳閘報(bào)文，對應(yīng)于傳統(tǒng)站從保護(hù)到開關(guān)機(jī)構(gòu)的跳閘
線。直：指的是報(bào)文通過專用光纖點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。網(wǎng)：指的是報(bào)文通過交
換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。
直采、直跳的可靠性高，不受交換機(jī)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(jī)故障將引起嚴(yán)重后果，傳輸延遲不易
確定（受交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)速度的影響）。
國網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，保護(hù)應(yīng)直接采樣，對于單間隔
的保護(hù)應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護(hù)（母線保護(hù)）宜直接跳閘。
在智能站的一根光纜中，以報(bào)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(yīng)，于是這些信號鏈路被
形象的稱為“虛端子”。智能站的一次設(shè)備與保護(hù)測控裝置之間沒有實(shí)際的二次電氣回路，而是
傳輸 GOOSE/SV 報(bào)文的光纜，這些報(bào)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(dāng)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(shè)備的運(yùn)行。
智能站的二次檢修隔離措施，無法像傳統(tǒng)站那樣實(shí)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(bào)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(dāng)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(bào)文：>>>>智能終端
智能終端發(fā)送的 GOOSE 報(bào)文中同樣有檢修標(biāo)志（即 TEST 位），投入
檢修壓板，TEST 位置 1，否則為 0，如下圖：
>>>>保護(hù)裝置
保護(hù)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(yīng)先退保護(hù)裝置的母線電壓 SV 接收軟壓板，此時保護(hù)裝
置會自動退出與母線電壓有關(guān)的保護(hù)功能。間隔合并單元檢修時應(yīng)先退
母差保護(hù)裝置中該間隔的 SV 接收軟壓板，此時母差保護(hù)接收并顯示該
間隔的 SV 報(bào)文，但不計(jì)入差流計(jì)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(bào)文檢修標(biāo)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(bào)文也帶有檢修標(biāo)志。>>>>檢修機(jī)制總結(jié)
智能站的檢修機(jī)制可以通俗的概括為：
①發(fā)送報(bào)文的裝置會根據(jù)自身的檢修壓板狀態(tài)在報(bào)文中設(shè)置檢修標(biāo)志。
②接收報(bào)文的裝置自身的檢修壓板與接收到的報(bào)文檢修標(biāo)志不一致，接
收裝置將報(bào)文視為無效數(shù)據(jù)，不進(jìn)行處理，也不能進(jìn)行互操作
線路保護(hù)的檢修機(jī)制可以總結(jié)如下表：
注：文獻(xiàn)顯示，母線 PT 合并單元與線路保護(hù)裝置檢修狀態(tài)不一致時，
某些型號的保護(hù)會閉鎖，如 PL603U 線路保護(hù)母差保護(hù)的檢修機(jī)制可以總結(jié)如下表：
注：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上查詢的文獻(xiàn)，母線 PT 合并單元與母差保護(hù)裝置檢修狀
態(tài)不一致時，南瑞的母差保護(hù)裝置直接閉鎖母差保護(hù)，而有的廠家產(chǎn)品
并不閉鎖母差保護(hù)。（許繼的母差保護(hù)裝置開放電壓閉鎖）
跨間隔啟動保護(hù)的檢修機(jī)制：
①主變保護(hù)與母線保護(hù)檢修壓板狀態(tài)不一致。主變保護(hù)發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報(bào)文帶有檢修標(biāo)志，母線保護(hù)接收到的 GOOSE 報(bào)文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護(hù)不會啟動失靈。
②線路保護(hù)與母線保護(hù)檢修壓板狀態(tài)不一致。線路保護(hù)發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報(bào)文帶有檢修標(biāo)志，母線保護(hù)接收到的 GOOSE 報(bào)文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護(hù)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(hù)裝置內(nèi)部（不在后臺顯示），其功能是控制保
護(hù)裝置是否處理SV報(bào)文中的數(shù)據(jù)。此壓板相當(dāng)于PT、CT的二次連線。
退出間隔 SV 接收軟壓板相當(dāng)于封 CT，退出母線電壓 SV 接收軟壓板
相當(dāng)于斷開 PT 二次。
退出 SV 接收軟壓板后，保護(hù)裝置面板上會顯示該 SV 報(bào)文的電流信息，
但不用于保護(hù)計(jì)算以及邏輯判斷。
直接投入某間隔合并單元檢修壓板將導(dǎo)致母差保護(hù)閉鎖。
退出某間隔 SV 接收軟壓板后，母差保護(hù)不再將該間隔計(jì)入差流計(jì)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(hù)正常運(yùn)行。某線路 2217 合并單元 1 檢修，先退出 CSC-150 母線保護(hù)中 2217 間隔
SV 接收軟壓板（此時母線保護(hù)只接收 SV 報(bào)文但不做任何處理），再
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(hù)邏輯、信號。交流回路的功能：保護(hù)、測量、計(jì)量。
到了智能變電站時代，一次設(shè)備與保護(hù)、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(fù)電壓/地電壓）和交流信號（CT、PT
二次電流、電壓）被網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膱?bào)文取代，過去用于實(shí)現(xiàn)保護(hù)邏輯的
繼電器硬件回路被微機(jī)保護(hù)裝置中的軟件程序所取代。
GOOSE、SV 輸入輸出信號都是網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牧?，與傳統(tǒng)屏柜的端子存
在對應(yīng)關(guān)系，這些信號的邏輯連接點(diǎn)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(guān)/刀閘位置，控制開關(guān)位置，異常/告警信號，閉鎖信號等。
GOOSE 鏈路相當(dāng)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(shè)備處于什么狀態(tài)（正常/異常，分閘/合閘，動作/復(fù)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(cè)的電壓、電流瞬時
值。 SV 鏈路相當(dāng)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(hù)裝置使用 SV 報(bào)文進(jìn)行保護(hù)計(jì)算（例如差流，零序/
負(fù)序分量，阻抗，諧波，相位等），測控裝置使用 SV 報(bào)文計(jì)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(jìn)行時
間相關(guān)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(jìn)行采樣并打包成報(bào)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(hù)、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(bào)文中讀取電壓、電流值即可。合并單元相當(dāng)于常規(guī)
站中，保護(hù)或測控裝置上的采樣組件板。智能終端與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測控等二次設(shè)備采用光纖
連接，實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)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(guān)的分合、調(diào)壓開關(guān)的升降。測量功能是采集斷路器、隔
離開關(guān)的位置，控制開關(guān)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(luò)，過程層網(wǎng)絡(luò)。
站控層設(shè)備：監(jiān)控主機(jī)，圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)，對時裝 置，在線
監(jiān)測系統(tǒng)。
間隔層設(shè)備：保護(hù)、測控、故錄。
過程層設(shè)備：開關(guān)、刀閘，互感器、變壓器、無功設(shè)備、合 并單元、
智能終端等。站控層網(wǎng)絡(luò)：雙星形電以太網(wǎng)，站控層設(shè)備與間隔層設(shè)備通 過站控層
網(wǎng)絡(luò)通信。
過程層網(wǎng)絡(luò)：雙星形光纖以太網(wǎng)，間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備 通過過程
層網(wǎng)絡(luò)通信。
采：指合并單元發(fā)送 SV 采樣報(bào)文，對應(yīng)于傳統(tǒng)站的 CT/PT 二次線。跳：
指保護(hù)發(fā)出 GOOSE 跳閘報(bào)文，對應(yīng)于傳統(tǒng)站從保護(hù)到開關(guān)機(jī)構(gòu)的跳閘
線。直：指的是報(bào)文通過專用光纖點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。網(wǎng)：指的是報(bào)文通過交
換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。
直采、直跳的可靠性高，不受交換機(jī)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(jī)故障將引起嚴(yán)重后果，傳輸延遲不易
確定（受交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)速度的影響）。
國網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，保護(hù)應(yīng)直接采樣，對于單間隔
的保護(hù)應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護(hù)（母線保護(hù)）宜直接跳閘。
在智能站的一根光纜中，以報(bào)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(yīng)，于是這些信號鏈路被
形象的稱為“虛端子”。智能站的一次設(shè)備與保護(hù)測控裝置之間沒有實(shí)際的二次電氣回路，而是
傳輸 GOOSE/SV 報(bào)文的光纜，這些報(bào)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(dāng)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(shè)備的運(yùn)行。
智能站的二次檢修隔離措施，無法像傳統(tǒng)站那樣實(shí)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(bào)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(dāng)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(bào)文：>>>>智能終端
智能終端發(fā)送的 GOOSE 報(bào)文中同樣有檢修標(biāo)志（即 TEST 位），投入
檢修壓板，TEST 位置 1，否則為 0，如下圖：
>>>>保護(hù)裝置
保護(hù)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(yīng)先退保護(hù)裝置的母線電壓 SV 接收軟壓板，此時保護(hù)裝
置會自動退出與母線電壓有關(guān)的保護(hù)功能。間隔合并單元檢修時應(yīng)先退
母差保護(hù)裝置中該間隔的 SV 接收軟壓板，此時母差保護(hù)接收并顯示該
間隔的 SV 報(bào)文，但不計(jì)入差流計(jì)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(bào)文檢修標(biāo)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(bào)文也帶有檢修標(biāo)志。>>>>檢修機(jī)制總結(jié)
智能站的檢修機(jī)制可以通俗的概括為：
①發(fā)送報(bào)文的裝置會根據(jù)自身的檢修壓板狀態(tài)在報(bào)文中設(shè)置檢修標(biāo)志。
②接收報(bào)文的裝置自身的檢修壓板與接收到的報(bào)文檢修標(biāo)志不一致，接
收裝置將報(bào)文視為無效數(shù)據(jù)，不進(jìn)行處理，也不能進(jìn)行互操作
線路保護(hù)的檢修機(jī)制可以總結(jié)如下表：
注：文獻(xiàn)顯示，母線 PT 合并單元與線路保護(hù)裝置檢修狀態(tài)不一致時，
某些型號的保護(hù)會閉鎖，如 PL603U 線路保護(hù)母差保護(hù)的檢修機(jī)制可以總結(jié)如下表：
注：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上查詢的文獻(xiàn)，母線 PT 合并單元與母差保護(hù)裝置檢修狀
態(tài)不一致時，南瑞的母差保護(hù)裝置直接閉鎖母差保護(hù)，而有的廠家產(chǎn)品
并不閉鎖母差保護(hù)。（許繼的母差保護(hù)裝置開放電壓閉鎖）
跨間隔啟動保護(hù)的檢修機(jī)制：
①主變保護(hù)與母線保護(hù)檢修壓板狀態(tài)不一致。主變保護(hù)發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報(bào)文帶有檢修標(biāo)志，母線保護(hù)接收到的 GOOSE 報(bào)文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護(hù)不會啟動失靈。
②線路保護(hù)與母線保護(hù)檢修壓板狀態(tài)不一致。線路保護(hù)發(fā)出啟動失靈
GOOSE 報(bào)文帶有檢修標(biāo)志，母線保護(hù)接收到的 GOOSE 報(bào)文與自身檢
修壓板狀態(tài)不一致，母線保護(hù)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(hù)裝置內(nèi)部（不在后臺顯示），其功能是控制保
護(hù)裝置是否處理SV報(bào)文中的數(shù)據(jù)。此壓板相當(dāng)于PT、CT的二次連線。
退出間隔 SV 接收軟壓板相當(dāng)于封 CT，退出母線電壓 SV 接收軟壓板
相當(dāng)于斷開 PT 二次。
退出 SV 接收軟壓板后，保護(hù)裝置面板上會顯示該 SV 報(bào)文的電流信息，
但不用于保護(hù)計(jì)算以及邏輯判斷。
直接投入某間隔合并單元檢修壓板將導(dǎo)致母差保護(hù)閉鎖。
退出某間隔 SV 接收軟壓板后，母差保護(hù)不再將該間隔計(jì)入差流計(jì)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(hù)正常運(yùn)行。某線路 2217 合并單元 1 檢修，先退出 CSC-150 母線保護(hù)中 2217 間隔
SV 接收軟壓板（此時母線保護(hù)只接收 SV 報(bào)文但不做任何處理），再
