二次系統(tǒng)架構體系的變化

IEC61850系列標準提出了變電站的三層功能結構、功能間的邏輯接口以及邏輯接口到物理接口的映射。根據IEC61850的上述指導思想，國內智能變電站實施過程中設計了多種不同的體系結構，其中應用較多的是“三層兩網”結構，也提出過“三層三網”結構及“三層一網”結構。各種結構形式的共同點是遵從三層結構，而在網絡配置上差異較大。當前最經典的智能變電站系統(tǒng)結構如圖1-4所示，為“三層兩網”結構，三層：站控層、間隔層、過程層，兩網：站控層網絡、過程層網絡，站控層網絡、過程層網絡物理上相互獨立。

1.三層設備

站控層設備包括監(jiān)控主機、遠動工作站、操作員工作站、對時系統(tǒng)等，實現面向全站設備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數據采集和監(jiān)視控制(SCADA)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理、順序控制等相關功能。站控層功能宜高度集成。

間隔層設備一般指保護裝置、測控裝置等二次設備。間隔層設備的功能是采集本間隔一次設備的信號并對一次設備產生保護、控制和監(jiān)視作用，并將相關信息上送給站控層設備和接收站控層設備的命令。

過程層設備包括變壓器、斷路器、隔離開關、電流電壓互感器等一次設備及其所屬的智能終端和合并單元。智能終端和合并單元將交流采樣信號和直流開入開出信號（狀態(tài)信號）就地轉化為數字信號，是一次設備數字化和智能化的接口。

2 兩網結構

三層設備之間通過網絡通信實現數據交換和信息共享。間隔層設備與站控層設備之間的網絡稱之為站控層網絡，過程層設備與間隔層設備之間的網絡稱為過程層網絡。

站控層網絡實現站控層內部以及站控層與間隔層之間的數據傳輸；過程層網絡實現過程層內部以及間隔層與過程層之間的數據傳輸。間隔層設備之間的通信，物理上可以映射到站控層網絡，也可以映射到過程層網絡。全站的通信網絡應采用高速工業(yè)以太網組成。

（1）站控層網絡

站控層和間隔層之間的網絡通信協議采用MMS（ManufacturingMessageSpecification，制造報文規(guī)范），故也稱為MMS網，網絡可通過劃分VLAN(虛擬局域網)分隔成不同的邏輯子網以減輕數據壓力。

（2）過程層網絡

過程層網絡包括用于間隔層和過程層設備之間的狀態(tài)與控制數據交換的GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent，通用面向對象變電站事件）網和用于間隔層與過程層設備之間采樣值傳輸的SV（SampledValue，采樣值）網。

二次系統(tǒng)檢修工作的變化

1.檢修內容的變化

（1）一致性測試

智能變電站采用統(tǒng)一的IEC61850標準，裝置之間的通信、互操作的規(guī)范性需要通過IEC61850標準的一致性測試來驗證。因此，無論新建變電站還是后期增加、更改裝置都需要進行一致性測試。

（2）智能組件的檢修

智能變電站實現一次設備智能化，保護交流量和開關量輸入以數字化方式提供，其控制命令、告警信號也采用數字化的方式輸出。因此二次系統(tǒng)檢修的對象擴大到合并單元、智能終端等智能組件，內容側重于對合并單元、智能終端等裝置的精度、動作時間及同步性能的測試。

（3）網絡設備的檢修

智能變電站實現了二次設備及回路網絡化，網絡通信設備（主要是交換機）具有非常重要的地位，對其功能和性能要求均非常高。檢修內容不僅包括時延、吞吐量、丟幀率等基本性能測試，還包括多層級聯后性能及VLAN劃分、優(yōu)先級處理、端口鏡像、廣播風暴抑制、自檢告警等功能要求。

由于統(tǒng)一的通信規(guī)約、一次設備智能化，二次設備及回路網絡化帶來的變化，使得智能變電站的檢修內容和要求由傳統(tǒng)的硬結點檢修轉為軟報文檢修。

2.檢修工具的變化

對應于檢修內容的變化，智能變電站中出現了數字化保護測試儀、手持式調試終端（手持式光數字測試儀/光萬用表）、合并單元測試儀、時間同步SOE測試儀、智能變電站網絡測試儀、光功率計等新型檢修設備及工具，大大豐富了變電站的檢修手段。

3.檢修機制的變化

常規(guī)變電站保護裝置和測控裝置的置檢修壓板是保護裝置進行檢修試驗時屏蔽軟報文和閉鎖遙控的，不影響保護動作、就地顯示和打印等功能，達到方便檢修人員調試維護的目的。智能變電站保護裝置的置檢修壓板是檢修時閉鎖相關保護動作的。保護、測控、合并單元和智能終端都有檢修壓板，不同的智能設備之間檢修壓板的組合會有不用的動作行為。

4.壓板的變化

智能變電站取消了大部分的硬壓板，常規(guī)變電站硬壓板的功能大多由軟壓板實現，所以軟壓板的分類設置與操作就顯得尤為重要。

（1）軟壓板分類

智能變電站軟壓板一般分為以下幾類：保護功能投退軟壓板、定值控制軟壓板、采樣數據接收軟壓板、GOOSE出口軟壓板、測控功能軟壓板。

（2）軟壓板操作

正常情況下，軟壓板操作在監(jiān)控后臺實行遙控操作。在保護裝置與監(jiān)控后臺通信中斷時，若急需對保護軟壓板進行操作，可允許就地操作，就地操作時，應防止誤入間隔，并仔細核對裝置和壓板命名。

5.二次回路安全措施的變化

二次回路上的工作是一項安全隱患很高的工作，要求工作人員不僅工作細膩、規(guī)范，而且要掌握并會設置必要的安全措施。

常規(guī)微機保護裝置通過二次電纜與其他一、二次設備之間構成各種各樣的復雜二次回路，同時各保護屏柜之間的聯系也是通過端子排之間的二次電纜連接實現。智能變電站用光纜取代了常規(guī)變電站的電纜接線方式，各設備由傳統(tǒng)的點對點硬結點信號傳輸方式變?yōu)橛蒅OOSE、SV、MMS網絡組成的軟報文傳輸方式，這一轉變使二次回路在構成上發(fā)生了重大改變，與之對應的二次回路安全措施也發(fā)生了很大變化。

智能變電站中檢修設備與其他運行設備的聯系主要依靠光纖和網絡，在不破壞網絡結構的前提下，物理上就不能完全將檢修設備和運行設備隔離。要實現有效的硬件隔離，在回路上已不可能實現，只有通過對裝置進行各種設置，改變信息發(fā)送方和接收方的狀態(tài)，才能避免“三誤”等情況的發(fā)生。

原標題:【智能站系列】智能變電站對二次系統(tǒng)的影響